一种应急启动用超高倍率锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种应急启动用超高倍率锂离子电池，该电池的正极浆料由以下原料制成：小粒径多孔球形钴酸锂、超导电炭黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯和溶剂N‑二甲基吡咯烷酮制成，该电池的负极浆料由包覆型人造石墨、超导电炭黑、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠和去离子水制成，电解液中含有由硫酸乙烯酯、硫酸乙二醇酯和亚乙基硫酸酯中的至少两种组成的混合添加剂，以提升电池的高温性能。本发明专利技术锂离子电池的脉冲放电性能大大提升，脉冲倍率可以高达260C以上，同时该电池具备良好的高、低温工作性能，可在‑20℃～65℃下正常工作，满足汽车在不同温度环境下的启动需求。

Ultra high rate lithium ion battery for emergency startup

The present invention provides an emergency start with super high rate lithium ion battery, the battery anode slurry is prepared from the following raw materials: small size porous spherical LiCoO2, superconducting carbon black, carbon nanotubes, polyvinylidene fluoride and solvent N two methyl pyrrolidone made the battery cathode slurry by coating type artificial graphite, superconducting carbon black, styrene butadiene rubber, sodium carboxymethyl cellulose and deionized water into the electrolyte containing sulfuric acid and sulfuric acid ester by ethylene glycol ester and ethyl sulfate at least two of the composition of mixed additives, to improve battery performance at high temperature. The pulse discharge performance of the lithium-ion battery is greatly improved, the pulse rate can reach more than 260C, while the battery has high and low temperature performance, can work in 20 to 65 Deg. C, to meet the demand of automobile starting in different temperature environment.

【技术实现步骤摘要】
一种应急启动用超高倍率锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种应急启动用超高倍率锂离子电池。
技术介绍
随着科技的发展，人们生活水平的不断提高，汽车已经成为了人们的一种代步工具，超过4年的人群中，相当一部分人曾经经历过汽车因电瓶馈电而无法启动的情况。汽车应急启动电源就是针对上述突发情况开发的一种实用性很强的产品。作为汽车应急启动电源需要具备汽车启动时所需要的功率输出，在-20～65℃环境下可正常工作，在高温环境下长时间储存(夏季车辆经过户外阳光暴晒后的内部最高温度可达60～80度)，同时具备便携性能好的等特点。近几年，钴酸锂锂离子电池能量密度高、循环性能好，目前作为汽车启动电源已经被广泛接受。为了满足较大功率车型的启动要求,锂离子电池的容量也是越做越大，体积及重量随之增加，相对而言，功率密度成为人们选择的一个重要指标。因此继续提升锂离子电池的脉冲放电性能对抢占市场而言已经比较急迫。
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，提供一种应急启动用超高倍率锂离子电池。该锂离子电池的脉冲性能得到大幅提升，同时具备良好的高、低温工作性能和良好的储存性能。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种应急启动用超高倍率锂离子电池，主要由正极片、负极片、正极极耳、负极极耳、隔膜、电解液和包装壳组成，所述正极片是将正极浆料涂覆在铝箔上，然后依次经干燥、辊压和冲切成型得到，所述负极片是将负极浆料涂覆在铜箔上，然后依次经干燥、辊压和冲切成型得到，所述超高倍率锂离子电池是指脉冲倍率在260C以上的锂离子电池，其特征在于：所述正极浆料由以下原料制成：a)正极活性物质：小粒径多孔球形钴酸锂，其粒径D50为1μm～4μm，比表面积为0.7m2/g～1.3m2/g；b)导电剂：超导电炭黑和碳纳米管；c)粘结剂：聚偏氟乙烯；d)溶剂：N-二甲基吡咯烷酮；所述负极浆料由以下原料制成：a')负极活性物质：包覆型人造石墨，所述包覆型人造石墨是指表面包覆有无定形碳的小粒径人造石墨，所述包覆型人造石墨的粒径D50为5μm～8μm,比表面积为1.5m2/g～2.5m2/g；b')导电剂：超导电炭黑；c')粘结剂：丁苯橡胶；d')添加剂：羧甲基纤维素钠；e')溶剂：去离子水。上述的一种应急启动用超高倍率锂离子电池，其特征在于：制备正极浆料的过程中，小粒径多孔球形钴酸锂的加入量为正极固体质量的90.0％～97.0％，超导电炭黑的加入量为正极固体质量的1.0～5.0％，碳纳米管的加入量为正极固体质量的0.5％～4.0％，聚偏氟乙烯的加入量为正极固体质量的1.0％～5.0％，N-二甲基吡咯烷酮的加入量为正极固体质量的50％～80％，所述正极固体质量为小粒径多孔球形钴酸锂、超导电炭黑、碳纳米管和聚偏氟乙烯的质量之和。上述的一种应急启动用超高倍率锂离子电池，其特征在于：制备负极浆料的过程中，包覆型人造石墨的加入量为负极固体质量的90.0％～97.0％，超导电炭黑的加入量为负极固体质量的1.0％～5.0％，丁苯橡胶的加入量为负极固体质量的1.0％～5.0％，羧甲基纤维素钠的加入量为负极固体质量的1.0％～5.0％，去离子水的加入量为负极固体质量的1～2倍，所述负极固体质量为包覆型人造石墨、超导电炭黑、丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠的质量之和。上述的一种应急启动用超高倍率锂离子电池，其特征在于：正极片的双面敷料面密度为110g/m2～200g/m2，压实密度为3.2g/m3～3.9g/m3；所述负极片的双面敷料面密度为60g/m2～110g/m2，压实密度为1.3g/m3～1.7g/m3。上述的一种应急启动用超高倍率锂离子电池，其特征在于：所述隔膜为表面涂覆有陶瓷的聚丙烯隔膜。上述的一种应急启动用超高倍率锂离子电池，其特征在于：所述隔膜的孔隙率为40％～60％。上述的一种应急启动用超高倍率锂离子电池，其特征在于：所述电解液由锂盐、溶剂和添加剂混合配制而成，所述添加剂为由硫酸乙烯酯、硫酸乙二醇酯和亚乙基硫酸酯中的至少两种组成的混合型添加剂，所述添加剂的质量占电解液总质量的0.5％～5％。上述的一种应急启动用超高倍率锂离子电池，其特征在于：所述锂盐为六氟磷酸锂，所述溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的混合液。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术中，采用具有特定粒径和比表面积的小粒径多孔球形钴酸锂为正极活性物质，以具有特定粒径和比表面积的包覆型人造石墨为负极活性物质，并通过在正极配料中添加碳纳米管，极大提高了电池的大电流脉冲放电能力；采用本专利技术制备的应急启动用锂离子电池的脉冲放电性能高达260C以上，同时具备良好的高、低温工作性能和良好的高温储存能力，可在-20℃～65℃下正常工作，满足汽车在不同温度环境下的启动需求。2、本专利技术在电解液中含有硫酸乙烯酯、硫酸乙二醇酯和亚乙基硫酸酯中的至少两种组成混合添加剂，制备的应急启动用锂离子电池可以在65℃环境下储存至少7天，在85℃环境下储存至少8h。3、本专利技术的应急启动用锂离子电池，在正极浆料中添加溶于NMP的碳纳米管，极大地加快了其分散能力，提高了浆料的稳定性及涂布稳定性。4、本专利技术的应急启动用锂离子电池具备优异的脉冲循环寿命，可累计启动4000次以上。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。附图说明图1为本专利技术实施例1应急启动用超高倍率锂离子电池在常温(23℃±2℃)条件下260C的脉冲放电曲线图。图2为本专利技术实施例1应急启动用超高倍率锂离子电池在-20℃条件下260C的脉冲放电曲线图。图3为本专利技术实施例1应急启动用超高倍率锂离子电池在60℃条件下260C的脉冲放电曲线图。图4为本专利技术实施例1应急启动用锂离子电池在常温(23℃±2℃)条件下260C的脉冲循环放电曲线图。具体实施方式实施例1本实施例的脉冲倍率在260C以上的应急启动用超高倍率的锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液、正极极耳、负极极耳和包装壳，并且该电池采用小粒径多孔球形钴酸锂为正极活性物质且正极浆料中添加有CNTs，采用包覆型人造石墨为负极活性物质。本实施例超高倍率的锂离子电池的制作方法为：步骤一、配制正极浆料：以N-二甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，以小粒径多孔球形钴酸锂(LiCoO2)(该小粒径多孔球形钴酸锂的粒径D50为1μm～4μm,比表面积为0.7m2/g～1.3m2/g)为正极活性物质，以超导电炭黑(Super-P)和碳纳米管(CNTs，固含量5％)为导电剂，以聚偏氟乙烯(PVDF)为粘结剂。各原材料的质量比为：LiCoO2∶Super-P∶CNTs：PVDF∶NMP＝95∶2.0∶1.0∶2.0∶65。具体制备时，先将LiCoO2、Super-P和PVDF在混料机中预分散1h～2h，得到正极混合物；将CNTs加入到NMP中，搅拌2h～4h，制备得到含CNTs的胶液；之后将正极混合物分次加入到含CNTs的胶液中，搅拌5h～8h后抽真空脱气泡，得到正极浆料。所述小粒径多孔球形钴酸锂的粒径D50在1μm～4μm范围内，比表面积在0.7m2/g～1.3m2/g范围内。该小粒径多孔球形钴酸锂可通过购买现有产品的途径得到，也可以通过现有技术自制得到。自制时，先将钴化合物(氧化钴、氯化钴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应急启动用超高倍率锂离子电池，主要由正极片、负极片、正极极耳、负极极耳、隔膜、电解液和包装壳组成，所述正极片是将正极浆料涂覆在铝箔上，然后依次经干燥、辊压和冲切成型得到，所述负极片是将负极浆料涂覆在铜箔上，然后依次经干燥、辊压和冲切成型得到，所述超高倍率锂离子电池是指脉冲倍率在260C以上的锂离子电池，其特征在于：所述正极浆料由以下原料制成：a)正极活性物质：小粒径多孔球形钴酸锂，其粒径D

【技术特征摘要】
1.一种应急启动用超高倍率锂离子电池，主要由正极片、负极片、正极极耳、负极极耳、隔膜、电解液和包装壳组成，所述正极片是将正极浆料涂覆在铝箔上，然后依次经干燥、辊压和冲切成型得到，所述负极片是将负极浆料涂覆在铜箔上，然后依次经干燥、辊压和冲切成型得到，所述超高倍率锂离子电池是指脉冲倍率在260C以上的锂离子电池，其特征在于：所述正极浆料由以下原料制成：a)正极活性物质：小粒径多孔球形钴酸锂，其粒径D50为1μm～4μm，比表面积为0.7m2/g～1.3m2/g；b)导电剂：超导电炭黑和碳纳米管；c)粘结剂：聚偏氟乙烯；d)溶剂：N-二甲基吡咯烷酮；所述负极浆料由以下原料制成：a')负极活性物质：包覆型人造石墨，所述包覆型人造石墨是指表面包覆有无定形碳的小粒径人造石墨，所述包覆型人造石墨的粒径D50为5μm～8μm,比表面积为1.5m2/g～2.5m2/g；b')导电剂：超导电炭黑；c')粘结剂：丁苯橡胶；d')添加剂：羧甲基纤维素钠；e')溶剂：去离子水。2.根据权利要求1所述的一种应急启动用超高倍率锂离子电池，其特征在于：制备正极浆料的过程中，小粒径多孔球形钴酸锂的加入量为正极固体质量的90.0％～97.0％，超导电炭黑的加入量为正极固体质量的1.0％～5.0％，碳纳米管的加入量为正极固体质量的0.5％～4.0％，聚偏氟乙烯的加入量为正极固体质量的1.0％～5.0％，N-二甲基吡咯烷酮的加入量为正极固体质量的50％～80％，所述正极固体质量为小粒径多孔球形钴酸锂、超导电炭黑、碳纳米管和聚偏氟乙烯的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王书会，李峰，王宏宇，田菲，彭宏利，李金梅，
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