快充型锂离子电池及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108428867A(43)申请公布日2018.08.21(21)申请号201810193686.9H01M10/058(2010.01)(22)申请日2018.03.09(71)申请人深圳市溢骏科技有限公司地址518000广东省深圳市南山区西丽街道留仙洞村同乐路1002号留仙文化园（原桑泰科技园）1栋(72)发明人刘新民(74)专利代理机构深圳中一联合知识产权代理有限公司44414代理人张全文(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/583(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书10页附图2页(54)发明名称快充型锂离子电池及其制备方法(57)摘要本发明提供一种快充型锂离子电池及制备方法。所述快充型锂离子电池正极片包括正极集流体及层叠叠设的正极碳层、正极材料层；正极材料层的材料包括正极导电剂、正极粘结剂、具有包覆层的正极活性物质；正极导电剂各组分按质量比为导电炭黑：碳纳米管：石墨烯＝1：1：(0.1～0.5)，石墨烯由化学气相沉积法制备且层数≤5，尺寸为300～700nm；负极片包括负极集流体及依次层叠叠设的负极碳层、负极材料层；电池采用端面焊接方式进行焊接。本发明的锂离子电池容量5000mAh及以上，具有良好的导电特性，同时表现出良好的倍率充放电性能，充电倍率可超过6C，且大倍率充放电的循环寿命达到1500周容量保持率在85％及以上。CN108428867ACN108428867A权利要求书1/2页1.一种快充型锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，其特征在于：所述正极片包括正极集流体、以及自所述正极集流体表面向外依次层叠叠设的正极碳层、正极材料层；所述正极材料层的材料包括正极导电剂、正极粘结剂、具有表面包覆层的正极活性物质；所述正极导电剂包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯；所述正极导电剂按照质量比为导电炭黑：碳纳米管：石墨烯＝1：1：(0.1～0.5)，所述石墨烯由化学气相沉积法制备得到，且层数≤5，尺寸为300～700nm；所述负极片包括负极集流体以及自所述负极集流体表面向外依次层叠叠设的负极碳层、负极材料层；所述负极材料层的材料包括负极导电剂、负极粘结剂、负极活性物质；所述快充型锂离子电池的极耳采用端面焊接方式进行焊接。2.如权利要求1所述的快充型锂离子电池，其特征在于：所述正极活性物质的包覆层的材料为碳、Al2O3、ZrO2、TiO2、AlF3中的任一种；所述包覆层占所述正极活性物质的质量分数为0.2～1.0％。3.如权利要求1或2任一项所述的快充型锂离子电池，其特征在于：所述正极活性物质为磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、锰酸锂中的任一种；所述磷酸铁锂的包覆层为碳层，所述磷酸铁锂的D50≤3.0μm，比表面积≥11m2/g；所述镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、锰酸锂的包覆层为Al2O3、ZrO2、TiO2、AlF3中的任一种，所述镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、锰酸锂的D50≤5.0μm，比表面积≥0.8m2/g。4.如权利要求1或2任一项所述的快充型锂离子电池，其特征在于：所述负极活性物质为人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳中的至少一种，所述负极活性物质的D50≤10μm，比表面积≥1.5m2/g，配向性I(004)/I(110)≤7。5.如权利要求1所述的快充型锂离子电池，其特征在于：所述正极碳层的材料包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的任一种和第一粘结剂，按照质量百分比，所述第一粘结剂占所述碳层材料质量的1.5～5.0％；所述负极碳层的材料包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的任一种和第二粘结剂，按照质量百分比，所述第二粘结剂占所述碳层材料质量的1.5～5.0％；和/或所述正极碳层、负极碳层的厚度均为0.1～3.0μm；和/或所述第一粘结剂、第二粘结剂均为聚偏氟乙烯。6.如权利要求1或2任一项所述的快充型锂离子电池，其特征在于：所述隔膜为聚乙烯基隔膜，并且所述隔膜表面具有陶瓷涂层。7.一种如权利要求1～6任一项所述的快充型锂离子电池的制备方法，至少包括以下步骤：步骤S01.将正极碳层材料与第一溶剂制成第一浆料，并将所述第一浆料涂覆于正极集流体表面，干燥，待用；将负极碳层材料与第二溶剂制成第二浆料，并将所述第二浆料涂覆于负极集流体表面，干燥，待用；步骤S02.将正极材料层的材料与第三溶剂制成正极浆料，并涂覆于步骤S01获得的正2CN108428867A权利要求书2/2页极集流体表面，经干燥、辊压、裁切处理，得到正极片；将负极材料层的材料与第四溶剂制成负极浆料，并涂于步骤S01获得的负极集流体表面，经干燥、辊压、裁切处理，得到负极片；步