一种多用途超低温充放电锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种多用途超低温充放电锂离子电池及其制备方法，包括壳体以及设置于壳体内部的呈卷绕形或层叠形结构的电池芯，电池芯的正极片集流体为厚度15‑30um的铝箔，铝箔两侧涂覆有纳米级磷酸铁锂和多种复合导电剂及粘结剂涂层，电池芯的负极片集流体为厚度6‑20um的铜箔，铜箔两侧涂覆有中间相碳微球或硬碳或类似于硬碳且具有高充放电性能的人造石墨和多种复合导电剂及粘结剂涂层，所述的正极片与负极片之间设有高透气性的隔膜，隔膜的厚度在20um‑30um之间，壳体内部灌注有非水有机电解液，壳体的顶侧设有正极极耳和负极极耳，该锂离子甚至在零下60℃依然可以正常放电，更可贵的是可以在零下30℃甚至更低温度下充电，而且可在低温下长期循环使用。

A multipurpose ultra-low temperature charge-discharge lithium-ion battery and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种多用途超低温充放电锂离子电池及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，特别是涉及一种多用途超低温充放电锂离子电池及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池已经走进了千家万户，大家无时无刻不在享受着锂离子电池给生活带来的方便和快捷。从手机、PAD、电脑、可穿戴设备、电动自行车到电动汽车，充斥着日常生活的方方面面。除日常生活领域外，电动工具、通信基站、太阳能路灯、离网式储能电站、部队等等都要用到锂离子电池。锂离子电池虽然用途广泛、使用方便，但是一般的锂离子电池最低只能在零下20度左右使用，在更低温度下便不能正常工作，更不能在零度以下充电，低温性能较差严重限制了它的使用地域。。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多用途超低温充放电锂离子电池，该锂离子电池不但能够在零下50℃，甚至在零下60℃依然可以正常放电，更可贵的是可以在零下30℃甚至更低温度下充电，而且可在低温下长期循环使用。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种多用途超低温充放电锂离子电池，包括壳体以及设置于壳体内部的呈卷绕形或层叠形结构的电池芯，所述的电池芯的正极片集流体为厚度15-30um的铝箔，铝箔两侧涂覆有纳米级磷酸铁锂和多种复合导电剂及粘结剂涂层，纳米级磷酸铁锂和多种复合导电剂及粘结剂的配比为：磷酸铁锂含量约90％-96％，多种复合导电剂含量约2％-6％，PVDF粘结剂含量约2％-4％；所述的电池芯的负极片集流体为厚度6-20um的铜箔，铜箔两侧涂覆有中间相碳微球或硬碳或类似于硬碳且具有高充放电性能的人造石墨和多种复合导电剂及粘结剂涂层，石墨和多种复合导电剂及粘结剂的配比为：石墨92％-97.5％，多种复合导电剂0.5％-3％，粘结剂2％-5％。所述的正极片与负极片之间设有高透气性的隔膜，隔膜的厚度在20um-30um之间，壳体内部灌注有非水有机电解液，电解液的配比为：六氟磷酸锂百分比含量为8-18％，有机溶剂百分比含量为75％-91％，低温添加剂含量为1％-7％，所述的壳体的顶侧设有正极极耳和负极极耳。本专利技术所述的一种多用途超低温充放电锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按照以下配比制备正极以及负极涂料浆：正极涂料浆：纳米级磷酸铁锂和多种复合导电剂及粘结剂的配比为：磷酸铁锂含量约90％-96％，多种复合导电剂含量约2％-6％，PVDF粘结剂含量约2％-4％，混合进行搅拌；负极涂料浆：石墨92％-97.5％，多种复合导电剂0.5％-3％，粘结剂2％-5％，混合进行搅拌；S2、制备正极片和负极片：将制备好的正极涂料浆涂覆在厚度为15-30um的铝箔上后，经辊压、分条和冲压后制成正极片；将制备好的负极涂料浆涂覆在厚度为6-20um的铜箔上后，经辊压、分条和冲压后制成负极片；S3、制备电池芯：将正极片与负极片通过隔膜间隔设置，之后制成卷绕形或层叠形结构的电池芯，之后进行电池芯包膜；S3、电池装配：将电池芯装配到壳体内，在壳体上焊接盖板，在壳体的顶板上焊接极耳，经真空干燥后向壳体内注入电解液，电解液的配比为：六氟磷酸锂百分比含量为8-18％，有机溶剂百分比含量为75％-91％，低温添加剂含量为1％-7％，之后静置，再经高温老化制备成整个电池。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：扩大了锂离子电池的使用温度范围，把锂离子电池的放电温度从最低零下20℃左右拉低到零下50℃左右，同时把锂离子电池的充电温度范围从最低0℃左右拉低到零下30℃左右，极大地拓展了锂离子电池的使用地域和使用领域，降低了电动汽车的使用门槛，由于延长了锂离子电池的使用寿命同时降低了电动汽车的使用成本，使我国广大北部及西北部和高原等冬季高寒地区也能够普及电动汽车、太阳能路灯和离网式光伏电站，同时也可以将该电池用在军事设备等特殊领域，对于降低化石燃料使用量，推动节能减排、保护环境具有积极意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的制备工艺流程图。图中，1、壳体，2、电池芯，3、正极片，4、负极片，5、隔膜，6、正极，7、负极。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。如图1所示，本实施例所述的一种多用途超低温充放电锂离子电池，包括壳体1以及设置于壳体1内部的呈卷绕形或层叠形结构的电池芯2，所述的电池芯2的正极片3集流体为厚度15-30um的铝箔，铝箔两侧涂覆有纳米级磷酸铁锂和多种复合导电剂及粘结剂涂层，纳米级磷酸铁锂和多种复合导电剂及粘结剂的配比为：磷酸铁锂含量约90％-96％，多种复合导电剂含量约2％-6％，PVDF粘结剂含量约2％-4％；所述的电池芯2的负极片4集流体为厚度6-20um的铜箔，铜箔两侧涂覆有中间相碳微球或硬碳或类似于硬碳且具有高充放电性能的人造石墨和多种复合导电剂及粘结剂涂层，石墨和多种复合导电剂及粘结剂的配比为：石墨92％-97.5％，多种复合导电剂0.5％-3％，粘结剂2％-5％。所述的正极片3与负极片4之间设有高透气性的隔膜5，隔膜5的厚度在20um-30um之间，壳体1内部灌注有非水有机电解液，电解液的配比为：六氟磷酸锂百分比含量为8-18％，有机溶剂百分比含量为75％-91％，低温添加剂含量为1％-7％，所述的壳体1的顶侧设有正极极耳6和负极极耳7。本实施例所述的一种多用途超低温充放电锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：S1、按照以下配比制备正极以及负极涂料浆：正极涂料浆：纳米级磷酸铁锂和多种复合导电剂及粘结剂的配比为：磷酸铁锂含量约90％-96％，多种复合导电剂含量约2％-6％，PVDF粘结剂含量约2％-4％，混合进行搅拌；负极涂料浆：石墨92％-97.5％，多种复合导电剂0.5％-3％，粘结剂2％-5％，混合进行搅拌；S2、制备正极片和负极片：将制备好的正极涂料浆涂覆在厚度为15-30um的铝箔上后，经辊压、分条和冲压后制成正极片；将制备好的负极涂料浆涂覆在厚度为6-20um的铜箔上后，经辊压、分条和冲压后制成负极片；S3、制备电池芯：将正极片与负极片通过隔膜间隔设置，之后制成卷绕形或层叠形结构的电池芯，之后进行电池芯包膜；S3、电池装配：将电池芯装配到壳体内，在壳体上焊接盖板，在壳体的顶板上焊接极耳，经真空干燥后向壳体内注入电解液，电解液的配比为：六氟磷酸锂百分比含量为8-18％，有机溶剂百分比含量为75％-91％，低温添加剂含量为1％-7％，之后静置，再经高温老化制备成整个电池。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，虽然本专利技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本专利技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的
技术实现思路
作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多用途超低温充放电锂离子电池，其特征在于：包括壳体(1)以及设置于壳体(1)内部的呈卷绕形或层叠形结构的电池芯(2)，所述的电池芯(2)的正极片(3)集流体为厚度15‑30um的铝箔，铝箔两侧涂覆有纳米级磷酸铁锂和多种复合导电剂及粘结剂涂层，纳米级磷酸铁锂和多种复合导电剂及粘结剂的配比为：磷酸铁锂含量约90％‑96％，多种复合导电剂含量约2％‑6％，PVDF粘结剂含量约2％‑4％；所述的电池芯(2)的负极片(4)集流体为厚度6‑20um的铜箔，铜箔两侧涂覆有中间相碳微球或硬碳或类似于硬碳且具有高充放电性能的人造石墨和多种复合导电剂及粘结剂涂层，石墨和多种复合导电剂及粘结剂的配比为：石墨92％‑97.5％，多种复合导电剂0.5％‑3％，粘结剂2％‑5％。所述的正极片(3)与负极片(4)之间设有高透气性的隔膜(5)，隔膜(5)的厚度在20um‑30um之间，壳体(1)内部灌注有非水有机电解液，电解液的配比为：六氟磷酸锂百分比含量为8‑18％，有机溶剂百分比含量为75％‑91％，低温添加剂含量为1％‑7％，所述的壳体(1)的顶侧设有正极极耳(6)和负极极耳(7)。

【技术特征摘要】
1.一种多用途超低温充放电锂离子电池，其特征在于：包括壳体(1)以及设置于壳体(1)内部的呈卷绕形或层叠形结构的电池芯(2)，所述的电池芯(2)的正极片(3)集流体为厚度15-30um的铝箔，铝箔两侧涂覆有纳米级磷酸铁锂和多种复合导电剂及粘结剂涂层，纳米级磷酸铁锂和多种复合导电剂及粘结剂的配比为：磷酸铁锂含量约90％-96％，多种复合导电剂含量约2％-6％，PVDF粘结剂含量约2％-4％；所述的电池芯(2)的负极片(4)集流体为厚度6-20um的铜箔，铜箔两侧涂覆有中间相碳微球或硬碳或类似于硬碳且具有高充放电性能的人造石墨和多种复合导电剂及粘结剂涂层，石墨和多种复合导电剂及粘结剂的配比为：石墨92％-97.5％，多种复合导电剂0.5％-3％，粘结剂2％-5％。所述的正极片(3)与负极片(4)之间设有高透气性的隔膜(5)，隔膜(5)的厚度在20um-30um之间，壳体(1)内部灌注有非水有机电解液，电解液的配比为：六氟磷酸锂百分比含量为8-18％，有机溶剂百分比含量为75％-91％，低温添加剂含量为1％-7％，所述的壳体(1)的顶侧设有正极极耳(6)和负极...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭军平，
申请(专利权)人：郭军平，
类型：发明
国别省市：天津,12