一种动力储能聚合物锂离子电池及制备方法技术

一种动力储能聚合物锂离子电池，它包括电池包括正极片、隔离膜、负极片、电解液、极耳和铝塑膜；电池由两个电芯并联组成，两个电芯各含有双极耳且双极耳双芯内部并联卷绕结构。本发明专利技术通过三次高温、高速搅拌制成高粘度的分子级超细分散锂离子电池正、负极浆料，所述的正极浆料主要成分为：聚偏氟乙烯、纳米复合导电剂、正极材料镍钴锰酸锂、正极材料磷酸铁锂；所述的负极浆料的主要成分为：羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、纳米复合导电剂、人造石墨。本发明专利技术电池的倍率性能高、且具有良好的循环性能和低温性能；采用双极耳双芯内部并联卷绕结构，能够降低电池内阻，同时具有很高的生产效率，降低电池的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种动力储能聚合物锂离子电池，它包括电池包括正极片、隔离膜、负极片、电解液、极耳和铝塑膜；电池由两个电芯并联组成，两个电芯各含有双极耳且双极耳双芯内部并联卷绕结构。本专利技术通过三次高温、高速搅拌制成高粘度的分子级超细分散锂离子电池正、负极浆料，所述的正极浆料主要成分为：聚偏氟乙烯、纳米复合导电剂、正极材料镍钴锰酸锂、正极材料磷酸铁锂；所述的负极浆料的主要成分为：羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、纳米复合导电剂、人造石墨。本专利技术电池的倍率性能高、且具有良好的循环性能和低温性能；采用双极耳双芯内部并联卷绕结构，能够降低电池内阻，同时具有很高的生产效率，降低电池的生产成本。【专利说明】—种动力储能聚合物锂离子电池及制备方法
本专利技术属于锂离子电池制造
，具体涉及到一种动力储能聚合物锂离子电池的制备方法。
技术介绍
动力储能聚合物锂离子电池具有能量密度大、电压高、功率大、轻质、循环寿命长、工作范围宽、安全性好、无记忆效应等优点，在近年来迅速发展的电动汽车、电动自行车、电动工具、国防军事装备的电源系统、以及光伏储能系统、储能错峰电站、不间断电源、中小型储能系统等领域具有广泛的应用前途。目前一般的动力储能聚合物锂离子电池主要为三种结构:(1)叠片形式，将多个正极片、隔离膜、负极片相间地叠加在一起形成电芯，经铝塑膜封装制成；(2)每层都带有极耳的正负极片、隔离膜经卷绕制得的单个卷绕电芯；(3)多个卷绕的正负极单极耳电芯经内部焊接并联，再经铝塑膜封口制成。第一种叠片结构，聚合物锂离子电池可以获得良好的倍率性能、循环性能，内部结构有利于电池的散热，但此种结构具有制作工艺复杂，成品率低，设备投资大，成本太高等缺点；第二种单电芯卷绕结构电池同样可以获得良好的倍率性能、循环性能等，但每层都带有极耳的正负极片制作难度大，此种连续化生产设备投资特别大，卷绕难度也很大；第三种正负极单极耳电芯通过多个电芯内部焊接并联制得，此种电池生产工艺简单，效率高，成本低，但往往并联电芯较多，焊接难度增大。在以上动力储能聚合物锂离子电池结构的基础上，为了防止电池在高倍率放电时极耳及电芯内部的发热以及循环性能的降低，往往采用加宽加厚的极耳，增加正负极浆料配方中导电炭黑的含量。但因此在降低电池发热的同时降低了电池的能量密度。为了提高电池的高倍率循环寿命，减少极片在循环过程中掉粉、脱落，往往通过增加正极浆料配方中的粘结剂含量来达成此目的。但粘结剂含量的增加，增大了电池的内阻，电池发热量增大；同时降低了电池的能量密度。因此，现有动力储能聚合物锂离子电池的制备技术和工艺尚有待进一步改进和发展。
技术实现思路
:本专利技术的目的在于克服以上现有技术中的不足，提供一种既能降低电池内阻，提高电池倍率性能、循环性能和低温性能，又具有高生产效率的动力储能聚合物锂离子电池及制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案:.一种动力储能聚合物锂离子电池，它包括电池包括正极片、隔离膜、负极片、电解液、极耳和铝塑膜；所述的正极片和负极片分别是由具有分子级超细分散正负极浆料制得的；所述的电池由两个电芯并联组成；所述的两个电芯各含有双极耳；所述的双极耳双芯内部并联卷绕结构。一种动力储能聚合物锂离子电池的制备方法，所述的制备方法包括如下的步骤: A、正极浆料及正极片的制备:①以如下的重量百分比的比例准备原材料:聚偏氟乙烯(PVDF): 3%?5%:纳米复合导电剂:2%?5% ;正极材料镍钴锰酸锂 Li (NixCoyMni_x_y)02:3%~ 5% ;正极材料磷酸铁锂:85%?92% ;在搅拌机中将锂电池粘结剂聚偏氟乙烯加入到15?30Wt%的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中，升温并保持溶剂温度为60±5°C，在搅拌机中以自转1500-2000转/min，公转30-45转/min的速度进行真空高温搅拌得到2000_3500Mpa.s的第一级粘结剂浆料；②在上述第一级粘结剂浆料中加入纳米复合导电剂和正极材料镍钴锰酸锂，并保持浆料温度为60±5°C，在搅拌机中以自转2500-3500转/min，公转45-65转/min的速度进行真空高速搅拌得到4500-6000Mpa.s高粘度的第二级浆料；③将高粘度的第二级浆料全部转入高速剪切超细分散机中在转速3000-4500转/min下进行高速剪切与分子级超细分散，制得分子级超细分散的第三级浆料；④将第三级浆料全部转回搅拌机中，加入70?85评七％的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂和正极材料磷酸铁锂，保持浆料温度为60±5°C，在搅拌机中以自转2500-3500转/min,公转45-65转/min的速度进行真空高速搅拌,再冷却至室温，过100-150目筛网制得粘度4500-6000Mpa.s高粘度的分子级超细分散锂离子电池正极浆料。⑤将上述正极浆料均匀涂布在正极集流体铝箔上，涂覆面涂布为100-180g/m2，110-130°C干燥8-12小时后用辊压机辊压涂布了正极材料的正极，正极上焊接有错开的两个极耳，制得正极片。B、负极浆料及负极片的制备:①以如下的重量百分比的比例准备原材料:羧甲基纤维素钠(CMC) 1.5%?2.5%: 丁苯橡胶(SBR) 2.0%?3.0%:纳米复合导电剂1.5%?3.0%:人造石墨:91.5%?95.0% ；在搅拌机中将粘结剂羧甲基纤维素钠(CMC)加入到40?60胃丨％溶剂水中，在搅拌机中以自转1000-1500转/min，公转30-45转/min的速度进行真空高温搅拌得到第一级粘结剂浆料；②在上述第一级浆料中加入纳米复合导电剂，在搅拌机中以自转2000-3000转/min,公转45-65转/min的速度进行真空高速搅拌得到高粘度的第二级衆料；③将高粘度的第二级浆料全部转入带有高速剪切超细分散机中在转速3000-4500转/min下进行高速剪切与分子级超细分散，制得分子级超细分散的第三级浆料；④将第三级浆料全部转回搅拌机中，加入40?60Wt%的溶剂水和负极材料人造石墨，在搅拌机中以自转2000-3000转/min,公转45-65转/min的速度进行真空高速搅拌，最后加入占丁苯橡胶(SBR)，搅拌30?60min，再冷却至室温，过150目筛网制得高粘度的分子级超细分散锂离子电池负极浆料。⑤将上述负极衆料均勻涂布在负极集流体铜箔上,涂覆面涂布为50-100g/m2,75-85°C干燥8-12小时后用辊压机辊压涂布了负极材料的负极，负极上焊接有错开的两个极耳，制得负极片。C、准备隔离膜:隔离膜采用厚度为20-40微米的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)三层隔离膜，其孔隙率在45%?60%之间；D、准备电解液:将1.3mol/L的六氟磷酸锂LiPF6溶液加入到含有碳酸亚乙烯酯VC和聚苯乙烯塑料PS的添加剂的碳酸乙烯酯EC/碳酸二乙酯DEC/环氧塑封料EMC的有机溶剂混合物中；E、准备铝塑膜:铝塑膜采用厚度115-150微米由外至内依次为尼龙层、粘结层、改性聚丙烯层、粘结层、铝箔、粘结层、改性聚丙烯层层状复合材料；F、准备极耳:正极极耳采用纯度大于98%铝材质，宽度为8?30mm，厚度为0.1Omm?0.20mm ;负极极耳米用铜镀镍材质，宽度为8?30mm,厚度为0.1Omm?0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力储能聚合物锂离子电池，它包括电池包括正极片、隔离膜、负极片、电解液、极耳和铝塑膜；所述的正极片和负极片分别是由具有分子级超细分散正负极浆料制得的；所述的电池由两个电芯并联组成；所述的两个电芯各含有双极耳；所述的双极耳双芯内部并联卷绕结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李国敏，刘小虹，余兰，李露，骆文平，李德义，王敏，郑小聪，黄小，
申请(专利权)人：深圳格林德能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44