一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，该方法为：一、配制正极浆料；二、配制负极浆料；三、将正极浆料涂布在正极集流体上；四、将负极浆料涂布在负极集流体上；五、制正极片；六、制负极片；七、配制电解液；八、装配制备锂离子电池。本发明专利技术的锂离子电池集流体采用具有多孔结构的铝箔/铜箔，可降低电池内阻、提升电池的倍率放电性能。同时，该电池采用高温型电解液，电解液中的添加剂为3，3‑磺酰基二丙腈、碳酸亚乙烯酯和亚硫酸丙烯酯组成的混合添加剂，可在正负极表面形成致密、稳定的保护膜，抑制高温下电解液与电极间的副反应，防止电池鼓胀，从而改善电池的高温特性，解决了锂离子电池较难适用于高温环境中的技术问题。

Method for manufacturing high temperature lithium ion battery for unmanned aerial vehicle

The invention discloses a method for manufacturing a UAV with high temperature type lithium ion battery, the method is as follows: first, the preparation and preparation of anode slurry; two anode slurry; three, the cathode slurry coating on the anode current collector; four, the cathode slurry coated on the cathode current collector; five, the positive plate; six, the negative plate; seven, preparing the electrolyte; eight, the preparation of lithium ion battery assembly. The lithium ion battery of the present invention adopts an aluminum foil / copper foil with a porous structure, which can reduce the internal resistance of the battery and increase the discharge performance of the battery at a plurality of times. At the same time, the battery adopts the high temperature type electrolyte additive in the electrolyte was 3, mixed additives composed of 3 sulfonyl two propionitrile, ethylene carbonate and propylene sulfite, the protective film is compact and stable formation of positive and negative electrode surface and the electrode electrolyte to inhibit side reaction between high temperature, prevent the battery bulging, high temperature characteristics so as to improve battery technology, solves the problem of lithium ion battery is difficult to apply in the high temperature environment.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法
本专利技术属于锂离子电池制造
，具体涉及一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，人们生活质量的提高，电子设备变得多样化，高能可充电电池的需求种类也更加广泛。锂离子电池作为一种电能和化学能相互转化的二次化学电源，又称为“摇椅电池”，其具有高电压、高能量、循环寿命长、对环境友好等优势，受到科研单位和企业的关注。作为一种新能源产业，锂离子电池应用领域也不断发展扩大，如手机、数码相机、笔记本电脑、无人机、启动电源、电动汽车和储能电站等领域。近年来，无人机技术不断创新，锂离子电池在这一领域也得到迅猛的发展。相比于普通电池，无人机用的电池的使用工况和环境更为复杂，大多数是在恶劣的、温差较大的无人区域环境中，这就对无人机电池的环境适应性提出了更高的要求。目前，现有的锂离子电池的正常放电温度在-20℃～45℃，一旦超过45℃的使用温度，锂离子电池的电解液与电极材料将发生氧化还原反应，导致锂离子电池内阻增大、容量快速衰减、循环寿命减短，限制了锂离子电池在无人机领域的应用。因此，为了扩大锂离子电池在无人机领域的应用范围，有必要设计一种可应用于无人机，并在高温(大于45℃且小于等于60℃)条件下电池放电性能仍然恒定的锂离子电池产品。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法。该锂离子电池集流体采用具有多孔结构的铝箔/铜箔，可降低电池内阻、提升电池的倍率放电性能。同时，该电池采用高温型电解液，电解液中的添加剂为3，3-磺酰基二丙腈(、碳酸亚乙烯酯和亚硫酸丙烯酯混合而成，可在正负极表面形成致密、稳定的保护膜，抑制高温下电解液与电极间的副反应，防止电池鼓胀，从而改善电池的高温特性，解决了锂离子电池较难适用于高温环境中的技术问题，并能应用于无人机。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、配正极浆料：将正极活性物质、导电剂和粘合剂混合形成正极混料，向所述正极混料中添加溶剂搅拌均匀后制成正极浆料；步骤二、配负极浆料：将负极活性物质、导电剂和粘合剂混合形成负极混料，向所述负极混料中添加溶剂搅拌均匀后制成负极浆料；步骤三、正极浆料涂布：将步骤一中所述正极浆料通过挤压涂布的方式，均匀地涂布在正极集流体的表面，所述正极集流体为多孔铝箔；步骤四、负极浆料涂布：将步骤二中所述负极浆料通过挤压涂布的方式，均匀地涂布在负极集流体的表面，所述负极集流体为多孔铜箔；步骤五、制正极片：将步骤三中所述正极集流体经过烘干、辊压、冲切，制得所需尺寸的正极片；步骤六、制负极片：将步骤四中所述负极集流体经过烘干、辊压、冲切，制得所需尺寸的负极片；步骤七、配制电解液：将电解质锂盐、添加剂均匀地溶入有机混合溶剂中，配制成混合锂盐溶液；步骤八、装配：将步骤五中制得的正极片、隔膜和步骤六中制得的负极片通过叠片的方式制成电芯，完成焊接后再装入铝塑包装壳中，最后进行注步骤七中所述混合锂盐溶液并封口，得到在温度为-20℃～60℃条件下正常放电使用的高温型锂离子电池。上述的一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，步骤一中所述正极活性物质为钴酸锂，所述导电剂包括石墨和超级导电碳黑，所述粘合剂为聚偏氟乙烯，所述正极混料由以下质量百分数的原料混合制成：钴酸锂83.0％～97.0％、石墨导0.5％～5.0％、超级导电碳黑1.0％～5.0％和聚偏氟乙烯1.5％～7.0％，所述溶剂为N-二甲基吡咯烷酮，所述N-二甲基吡咯烷酮的添加量为所述正极浆料质量的30％～55％。上述的一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述钴酸锂的粒径分布D50为5μm～20μm，振实密度≥2.2g/cm3，比表面积为0.4m2/g～0.7m2/g，压实密度为3.5g/m3～4.2g/m3。上述的一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，步骤二中所述负极混料由以下质量百分数的原料混合制成：负极活性物质91.0％～96.0％，导电剂1.0％～4.0％，粘合剂3.0％～5.0％，所述负极活性物质为人造石墨，所述导电剂为超级导电碳黑，所述粘合剂为羧甲基纤维素钠与丁苯橡胶的混合物；所述溶剂为水，所述水的添加量为所述负极浆料质量的40％～60％。上述的一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述人造石墨的粒径分布D50为4μm～25μm，振实密度≥1.2g/cm3，比表面积≤2.5m2/g，压实密度为1.3g/m3～1.9g/m3。上述的一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，步骤三中所述多孔铝箔的厚度为15μm～80μm，孔径为5μm～35μm，孔隙率5％～30％；上述的一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，步骤四中所述多孔铜箔的厚度为8μm～40μm，孔径为5μm～20μm，孔隙率5％～35％。上述的一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，步骤七中所述电解质锂盐为六氟磷酸锂，所述混合锂盐溶液中锂离子的浓度为0.8mol/L～1.2mol/L。上述的一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，步骤七中所述有机混合溶剂由以下质量百分数的组分混合而成：碳酸二乙酯15％～65％，碳酸乙烯酯5％～40％和碳酸丙烯酯10％～60％。上述的一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，步骤七中所述添加剂由3，3-磺酰基二丙腈、碳酸亚乙烯酯和亚硫酸丙烯酯组成，其中所述3，3-磺酰基二丙腈的添加量为所述有机混合溶剂质量的0.2％～20％，所述碳酸亚乙烯酯的添加量为所述有机混合溶剂质量的0.5％～15％，所述亚硫酸丙烯酯的添加量为所述有机混合溶剂质量的2％～15％。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1.本专利技术的集流体选用多孔结构的铝箔和铜箔，可以降低无人机电池的内阻，提升电池的倍率放电性能。此外，电极材料涂覆在多孔集流体表面，粘结牢靠，循环后不易掉料，利于电池循环性能的提升。2、本专利技术在电解液中添加3，3-磺酰基二丙腈、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯混合添加剂，改善电池正负极表面的成膜能力，抑制了高温下电解液与电极之间发生的副反应，从而改善电池的高温特性，提高电池的高温性能和循环稳定性。3、本专利技术制备的锂离子电池可支持25C大电流放电，且放电比例高于90％。4、本专利技术制备的锂离子电池可以在60℃环境下储存至少30天，且2C充/3C放倍率循环可累计使用300次以上。5、本专利技术制备的锂离子电池可应用于无人机能够产生优异的效果，比现有的锂离子电池具有更长的飞行时间、更高的瞬间最大输出功率和更低的电池表面最高温度。下面通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明。附图说明图1是本专利技术实施例1、对比例1和对比例2制备的锂离子电池的25C倍率放电曲线。图2是本专利技术实施例1、对比例1和对比例2制备的锂离子电池的60℃高温10C放电曲线。图3是本专利技术实施例1、对比例1和对比例2制备的锂离子电池的常温2C/3C倍率循环容降图。具体实施方式实施例1本实施例制造无人机用高温型锂离子电池的方法为：步骤一、配正极浆料：将正极活性物质、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、配正极浆料：将正极活性物质、导电剂和粘合剂混合形成正极混料，向所述正极混料中添加溶剂搅拌均匀后制成正极浆料；步骤二、配负极浆料：将负极活性物质、导电剂和粘合剂混合形成负极混料，向所述负极混料中添加溶剂搅拌均匀后制成负极浆料；步骤三、正极浆料涂布：将步骤一中所述正极浆料通过挤压涂布的方式，均匀地涂布在正极集流体的表面，所述正极集流体为多孔铝箔；步骤四、负极浆料涂布：将步骤二中所述负极浆料通过挤压涂布的方式，均匀地涂布在负极集流体的表面，所述负极集流体为多孔铜箔；步骤五、制正极片：将步骤三中所述正极集流体经过烘干、辊压、冲切，制得所需尺寸的正极片；步骤六、制负极片：将步骤四中所述负极集流体经过烘干、辊压、冲切，制得所需尺寸的负极片；步骤七、配制电解液：将电解质锂盐、添加剂均匀地溶入有机混合溶剂中，配制成混合锂盐溶液；步骤八、装配：将步骤五中制得的正极片、隔膜和步骤六中制得的负极片通过叠片的方式制成电芯，完成焊接后再装入铝塑包装壳中，最后注入步骤七中所述混合锂盐溶液并封口，得到在温度为‑20℃～60℃条件下正常放电使用的高温型锂离子电池。...

【技术特征摘要】
1.一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、配正极浆料：将正极活性物质、导电剂和粘合剂混合形成正极混料，向所述正极混料中添加溶剂搅拌均匀后制成正极浆料；步骤二、配负极浆料：将负极活性物质、导电剂和粘合剂混合形成负极混料，向所述负极混料中添加溶剂搅拌均匀后制成负极浆料；步骤三、正极浆料涂布：将步骤一中所述正极浆料通过挤压涂布的方式，均匀地涂布在正极集流体的表面，所述正极集流体为多孔铝箔；步骤四、负极浆料涂布：将步骤二中所述负极浆料通过挤压涂布的方式，均匀地涂布在负极集流体的表面，所述负极集流体为多孔铜箔；步骤五、制正极片：将步骤三中所述正极集流体经过烘干、辊压、冲切，制得所需尺寸的正极片；步骤六、制负极片：将步骤四中所述负极集流体经过烘干、辊压、冲切，制得所需尺寸的负极片；步骤七、配制电解液：将电解质锂盐、添加剂均匀地溶入有机混合溶剂中，配制成混合锂盐溶液；步骤八、装配：将步骤五中制得的正极片、隔膜和步骤六中制得的负极片通过叠片的方式制成电芯，完成焊接后再装入铝塑包装壳中，最后注入步骤七中所述混合锂盐溶液并封口，得到在温度为-20℃～60℃条件下正常放电使用的高温型锂离子电池。2.根据权利要求1所述的一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，步骤一中所述正极活性物质为钴酸锂，所述导电剂包括石墨和超级导电碳黑，所述粘合剂为聚偏氟乙烯，所述正极混料由以下质量百分数的原料混合制成：钴酸锂83.0％～97.0％、石墨导0.5％～5.0％、超级导电碳黑1.0％～5.0％和聚偏氟乙烯1.5％～7.0％；所述溶剂为N-二甲基吡咯烷酮，所述N-二甲基吡咯烷酮的添加量为所述正极浆料质量的30％～55％。3.根据权利要求2所述的一种无人机用高温型锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述钴酸锂的粒径分布D50为5μm～20μm，振实密度≥2.2g/cm3，比表面积为0.4m2/g～0.7m2/g，压实密度为3.5g/m3～4.2g/...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵群会，曹杉杉，田菲，李峰，何显峰，苏兴，
申请(专利权)人：西安瑟福能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61