一种新型锂电池制造技术

本发明专利技术公开了一种新型锂电池，包括正极极片和负极极片，正极极片由正极浆料制得，负极极片由负极浆料制得，所述正极浆料包括以下各个质量百分比含量的原料：镍钴铝酸锂96.5％~97.8％、导电炭黑0~2.00％、碳纳米管0~1.00％、聚偏氟乙烯1.20~1.50％和N‑甲基吡咯烷酮40.6％，所述负极浆料包括以下各个质量百分比含量的原料：硅碳94.0％、导电炭黑2.5％、羧甲基纤维素钠1.5％、丁苯橡胶乳液4.0％和水144.0％~148.0％。该发明专利技术新型锂电池可达3.0 AH，放电温升低，可以2C快速充电，20A循环寿命可达600次，电池安全性能优异，可以取代两只1.5 AH电池，在工具电池上不仅可以减少电池的并联数量，减小工艺难度，还可以提高电池组的一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池
，具体涉及一种新型锂电池。
技术介绍
目前，锂离子电池的正极浆料通常含有活性物质、导电剂、粘合剂，还可以含有某些导电添加剂。由于锂离子电池用正极的粘合剂的主要成分通常不易溶于水，因此通常需要采用有机溶剂，例如，N-甲基吡咯烷酮(N-甲基吡咯烷酮)、二甲基乙酰胺等。与这些有机溶剂相配合使用的高分子粘合用材料通常是PVDF(聚偏氟乙烯)。采用有机溶剂有许多的缺点：1)由于所采用的有机溶剂有一定毒性，因而，在涂布装置中必须附有溶剂回收系统，才能保证经过回收后的气体符合环保要求。2)由于有机溶剂易燃、易爆，涂布装置不仅要设置溶剂回收系统，还必须在其加热系统上设置防爆装置。而且，该加热系统一般采用热油方式加热。由于该加热系统需要添加锅炉设备来提供热油，使得动力成本加大，设备复杂且控制困难。3)有机溶剂极易吸收空气水分，吸水后极片粘结性下降，严重影响电池循环性能，从而必须严格控制制备浆料时环境的湿度。4)有机溶剂的成本较高，造成电池的成本上升。我国专利申请CN00117141.0公开了一种锂离子电池用胶粘剂，该胶粘剂采用了偶联剂改性的聚偏氟乙烯，浆料中使用了有机溶剂。锂电池在循环使用过程中，每一次充放电过程中SEI膜都受到一定的破坏，打破SEI膜的完整性，致使负极材料内部受到较大的溶剂分子的挤压。减少电池使用寿命。
技术实现思路
本专利技术克服了上述的缺点，而提供一种新型锂电池，备得到的新型锂电池可达3.0AH，放电温升低，可以2C快速充电，电池安全性能优异。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：该新型锂电池包括正极极片和负极极片，正极极片由正极浆料制得，负极极片由负极浆料制得，正极浆料包括镍钴铝酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮，负极浆料包括硅碳、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶乳液和水，其中，新型锂电池的制备方法包括以下步骤：1)按比例分别称取镍钴铝酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮；2)向N-甲基吡咯烷酮中加入镍钴铝酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯，搅拌均匀，形成粘度为3000-8000厘泊的正极浆料；3)将步骤2)中所得的正极浆料进行涂布、辊压和干燥，得到正极极片；4)按比例分别称取硅碳、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶乳液和水；5)向羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶乳液和水的混合溶液中加入硅碳和导电炭黑，搅拌均匀，形成粘度为5000-8000厘泊的负极浆料；6)将步骤5)中所得的负极浆料进行涂布、辊压和干燥，得到负极极片；7)将步骤3)中得到的正极极片和步骤6)中得到的负极极片进行锂电池的组装，即得到新型锂电池。所述正极浆料包括以下各个质量百分比含量的原料：镍钴铝酸锂96.5％～97.8％、导电炭黑0～2.00％、碳纳米管0～1.00％、聚偏氟乙烯1.20～1.50％和N-甲基吡咯烷酮40.6％。所述负极浆料包括以下各个质量百分比含量的原料：硅碳94.0％、导电炭黑2.5％、羧甲基纤维素钠1.5％、丁苯橡胶乳液4.0％和水144.0％～148.0％。上述中字母表示为：NCA:镍钴铝酸锂，SP:导电炭黑，CNT：碳纳米管，PVDF：聚偏氟乙烯，NMP：N-甲基吡咯烷酮，Si-C 420-B3：硅碳，CMC：羧甲基纤维素钠，SBR：丁苯橡胶乳液。优选的，所述正极材料质量百分比含量为96.50％。优选的，所述负极材料质量百分比含量为94.00％。优选的，所述水为去离子水。优选的，所述水的电导率小于2.5μS/cm。本专利技术的有益效果是：本专利技术中的新型锂电池原料相对容易获得，制备工艺流程简单，制作成本低廉，制备得到的新型锂电池可达3.0AH，放电温升低，可以2C快速充电，20A循环寿命可达600次，电池安全性能优异，是目前国内非常先进的工具电池。另外，本电池可以取代两只1.5AH电池，在工具电池上不仅可以减少电池的并联数量，减小工艺难度，还可以提高电池组的一致性。具体实施方式实施例1正极浆料包括以下各个质量百分比含量的原料：镍钴铝酸锂96.5％、导电炭黑2.0％、聚偏氟乙烯1.50％和N-甲基吡咯烷酮40.6％。负极浆料包括硅碳94.0％、导电炭黑2.5％、羧甲基纤维素钠1.5％、丁苯橡胶乳液4.0％和水144.0％～148.0％。新型锂电池的制备方法包括以下步骤：1)按比例分别称取镍钴铝酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮；2)向N-甲基吡咯烷酮中加入镍钴铝酸锂、导电炭黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯，搅拌均匀，形成粘度为3000～8000厘泊的正极浆料初始料；3)向N-甲基吡咯烷酮中加入导电炭黑和碳纳米管后，先在18～22rpm的速度下搅拌5min，刮搅拌桨，后在48～52rpm的速度下搅拌60min，继续加入聚偏氟乙烯，先在18～22rpm的速度下搅拌5min，刮搅拌桨，后在48～52rpm和1950～2050rpm的交替搅拌速度下搅拌120min，加入质量百分比含量为50％的正极浆料初始料，以18～22rpm的速度下速度搅拌10min后，刮搅拌桨，以48～52rpm和1950～2050rpm的交替搅拌速度下搅拌30min，继续加入质量百分比含量为50％的正极浆料初始料，以18～22rpm的速度下速度搅拌10min后，刮搅拌桨，以48～52rpm和1950～2050rpm的交替搅拌速度下搅拌240min，制得粘度3000-8000厘泊固含量70-80％的浆料，抽取真空，除去多余气体，测量不合格的加入N-甲基吡咯烷酮，以48～52rpm和1950～2050rpm的交替搅拌速度下搅拌30min，后以33～37rpm和450～550rpm的交替搅拌30min，得粘度3000-8000厘泊固含量70-80％的正极浆料；将步骤3)中所得的正极浆料进行涂布、辊压和干燥，得到正极极片；4)按比例分别称取硅碳、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶乳液和水；5)向羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶乳液和水的混合溶液中加入硅碳和导电炭黑，搅拌均匀，形成粘度为5000～8000厘泊的负极浆料初始料；6)取三分之一总体积的水中加入羧甲基纤维素钠后，以6HZ的速度搅拌0.5h后，刮搅拌桨，再以6HZ的速度搅拌240min，观察液体是否至无色透明，若还有果冻状结块体，继续搅拌1h，搅拌完成后得胶液，静置待用；向导电炭黑中加入负极浆料初始料，以28～32rpm和50～150rpm的速度交替搅拌30min后加入胶液，以18～22rpm的速度搅拌10min后，刮搅拌桨，以38～42rpm和1150～1250rpm的速度交替搅拌60min，中途加2～5次水，中途加水总量为三分之一总体积的水，使得粘度达到20000mpa.s后，加入三分之一总体积的水，以38～42rpm和1150～1250rpm的速度交替搅拌90min，测定粘度固含量，若合格，加入丁苯橡胶乳液，真空搅拌，若不合格，加入水调节，并以38～42rpm和1950～2050rpm的交替搅拌速度下搅拌30min，后以38～42rpm和450～550rpm的交替搅拌30min，得负极浆料；7)将步骤7)中所得的负极浆料进行涂布、辊压和干燥，得到负极极片；8)将步骤4)中得到的正极极片和步骤8)中得到的负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型锂电池，其特征在于，包括正极极片和负极极片，正极极片由正极浆料制得，负极极片由负极浆料制得，所述正极浆料包括以下各个质量百分比含量的原料：镍钴铝酸锂 96.5％~97.8％、导电炭黑 0~2.00％、碳纳米管 0~1.00％、聚偏氟乙烯 1.20~1.50％和N‑甲基吡咯烷酮 40.6％，所述负极浆料包括以下各个质量百分比含量的原料：硅碳 94.0％、导电炭黑 2.5％、羧甲基纤维素钠 1.5％、丁苯橡胶乳液 4.0％和水 144.0％~148.0％。

【技术特征摘要】
1.一种新型锂电池，其特征在于，包括正极极片和负极极片，正极极片由正极浆料制得，负极极片由负极浆料制得，所述正极浆料包括以下各个质量百分比含量的原料：镍钴铝酸锂 96.5％~97.8％、导电炭黑 0~2.00％、碳纳米管 0~1.00％、聚偏氟乙烯 1.20~1.50％和N-甲基吡咯烷酮 40.6％，所述负极浆料包括以下各个质量百分比含量的原料：硅碳 94.0％、导电炭黑 2.5％、羧甲基纤维素钠 1.5％、丁苯橡胶乳液 4.0％和水 144.0％~148.0％。2.根据权利要求 1 所述的新型锂电池，其特征在于，所述正极浆料包括各个质量百分比含量的原料：镍钴铝酸锂 96.5％、导电炭黑 2.0％、聚偏氟乙烯 1.50％和N-甲基吡咯烷酮 40.6％；所述负极浆料包括硅碳 94.0％、导电炭黑 2.5％、羧甲基纤维素钠 1.5％、丁苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱国珠，陈璇，侯峰，黄满湘，刘涛，
申请(专利权)人：江苏天鹏电源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32