卫星用锂离子蓄电池电极制造技术

本发明专利技术公开了卫星用锂离子蓄电池电极，本发明专利技术公开的卫星用锂离子蓄电池正极片活性物质涂敷面密度为32~40mg/cm2，负极片活性物质涂敷面密度为14~18mg/cm2。通过本发明专利技术的方案可以提高锂离子蓄电池的大倍率放电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池领域，特别涉及卫星用高功率锂离子蓄电池电极。
技术介绍
雷达卫星的研制开发对电源系统提出了更高的要求，需要电源系统中的蓄电池具有大功率、高比能和长寿命的特性；电池重量太重、输出功率低，已经成为制约其发展的重要因素。因此，必须将中高功率、长寿命锂离子电池应用在新型雷达卫星中才能满足我国航天事业快速发展的需要。与其他卫星用锂离子蓄电池相比，其主要特点是放电倍率大、使用寿命长，研制中存在的技术难点主要是大倍率放电性能、大倍率放电条件下的长寿命技术以及安全性技术。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术中卫星用锂离子蓄电池大倍率放电性能不够好；为解决所述问题，本专利技术提供卫星用锂离子蓄电池电极。本专利技术提供的卫星用锂离子蓄电池电极，正极片活性物质涂敷面密度为32～40mg/cm2，负极片活性物质涂敷面密度为14～18mg/cm2。进一步，正极片活性物质为钴酸锂，负极片活性物质为中间相碳微球。进一步，正极片活性物质涂敷面密度为36mg/cm2，负极片活性物质涂敷面密度为16.8g/cm2。进一步，所述正极片集流体和正极活性物质的总厚度为0.114mm～0.134mm；负极片集流体和负极活性物质的总厚度为0.114mm～0.134mm。本专利技术的优点包括：本专利技术降低了电极极片面密度，减薄极片厚度，锂离子蓄电池功率性能得到明显提升。附图说明图1为现有锂离子蓄电池不同倍率放电容量曲线；图2为采用本专利技术实施例提供的卫星用锂离子蓄电池电极的蓄电池不同倍率放电容量曲线。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有锂离子蓄电池大倍率放电性能不够好。申请人研究认为，在进行充电或放电的蓄电池中，至少存在下述几种形式的电荷传递：(1)电子导体中的电子流，即集流体、外电路等导体中的电子运动；(2)电解质中的离子流，即电解液中锂离子的迁移；(3)电极-电解质界面上的电荷迁移反应，即锂离子的嵌入/脱出反应；(4)电极内的离子流，即电极材料内锂离子从界面迁移至晶格中的活性位置。电子导体中的电子流的流动一般是快于另三种电荷传递速度的，因此蓄电池大电流放电能力主要取决于上述的另三种因素，表1中对各电荷传递的影响分析及能采取的控制措施。研究认为锂离子蓄电池功率特性的主要限制因素在于电化学反应过程中的决速步骤——离子迁移速率。如果离子迁移速率较小，将导致出现浓差极化，造成大电流放电时输出电压下降快，倍率放电性能差。表1倍率放电能力影响因素分析综合型号研制和现有技术能力，申请人认为提高蓄电池倍率性能的解决途径主要有：减小离子迁移距离。锂离子蓄电池大倍率放电能力依赖于离子迁移快慢，在电极材料等电化学体系确定后，减小离子迁移距离，即可提高蓄电池的倍率放电适应性。申请人经过进一步研究，在本专利技术中提供了在电化学体系不变(本专利技术中正极片活性物质为钴酸锂，负极片活性物质为中间相碳微球)的情况下，降低极片面密度，正极片活性物质涂敷面密度为32～40mg/cm2，比如36mg/cm2；负极片活性物质涂敷面密度为14～18mg/cm2，16.8g/cm2。减少离子在正负极之间的迁移距离，可以有效减小浓差极化，提高蓄电池倍率性能。正极片活性物质为钴酸锂，负极片活性物质为中间相碳微球。所述正极片集流体和正极活性物质的总厚度为0.114mm～0.134mm；负极片集流体和负极活性物质的总厚度为0.114mm～0.134mm。正极片活性物质的宽为67mm，高为152mm；正极片集流体的宽为15mm，高为45mm；正极片活性物质的宽为69mm，高为154mm；正极片集流体的宽为15mm，高为44mm。表2为现有锂离子蓄电池单体和采用本专利技术实施例提供的锂离子蓄电池电极极片的单体的比较参数；图1所示为现有锂离子蓄电池单体1的不同倍率放电容量曲线，图2所示为采用本专利技术实施例提供的锂离子蓄电池用电极极片单体2的不同倍率放电容量曲线，结合参考图1和图2，可以看出采用本专利技术实施例提供的锂离子蓄电池用电极的单体大倍率放电性能相对于现有单体有显著提高。表2两种不同电极极片单体比较本专利技术虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本专利技术，任何本领域技术人员在不脱离本专利技术的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和
技术实现思路
对本专利技术技术方案做出可能的变动和修改，因此，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、等同变化及修饰，均属于本专利技术技术方案的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
卫星用锂离子蓄电池电极，其特征在于，正极片活性物质涂敷面密度为32~40mg/cm2，负极片活性物质涂敷面密度为14~18mg/cm2。

【技术特征摘要】
1.卫星用锂离子蓄电池电极，其特征在于，正极片活性物质涂敷面密度为32~40mg/cm2，负极片活性物质涂敷面密度为14~18mg/cm2。2.依据权利要求1所述的卫星用锂离子蓄电池电极，其特征在于，正极片活性物质为钴酸锂，负极片活性物质为中间相碳微球。3.依据权利要求2所述的卫星用锂离子蓄电池电极，...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳珊珊，王琛，顾梅嵘，郭向飞，王晓锐，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31