一种高温循环性能优异的锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种高温循环性能优异的锂离子电池，主要涉及电池领域，应用于高温环境下的电力供应，解决了现有锂离子电池不耐高温的缺陷，其技术要点是：包括正极、负极、隔膜、电解液和外壳，所述电解液和隔膜处于正极和负极之间，所述外壳包裹住正极、负极、隔膜和电解液；所述正极材料为锰酸锂；所述负极材料为人工石墨；所述隔膜为PP无纺布隔膜；所述电解液含有耐高温锂盐和高温成膜添加剂；本发明专利技术通过在高性能正极材料锰酸锂表面涂覆一层二氧化硅材料，提高了锂离子电池的循环性能；本发明专利技术通过采用耐高温锂盐和在隔膜表面涂覆一层氧化材料提高了电池的耐高温性能。

A Lithium Ion Battery with Excellent High Temperature Cycle Performance

The invention discloses a lithium-ion battery with excellent high temperature cycle performance, which mainly relates to the field of batteries and is applied to power supply under high temperature environment, and solves the shortcomings of existing lithium-ion batteries that are not resistant to high temperature. Its technical key points are: including positive pole, negative pole, diaphragm, electrolyte and shell, the electrolyte and diaphragm are between positive pole and negative pole, and the shell wraps the positive pole. The cathode material is lithium manganate; the cathode material is artificial graphite; the cathode material is PP non-woven fabric diaphragm; the electrolyte contains high-temperature lithium salt and high-temperature film-forming additives; the invention improves the cycle performance of lithium ion battery by coating a layer of silica material on the surface of high-performance cathode material lithium manganate; and the invention collects lithium ion batteries by mining. The high temperature resistance of the battery was improved by using high temperature lithium salt and coating an oxide layer on the surface of the diaphragm.

【技术实现步骤摘要】
一种高温循环性能优异的锂离子电池
本专利技术涉及电池领域，具体是一种高温循环性能优异的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。而随着电池的应用领域越来越广泛，那么对于电池的使用环境要求也越来越苛刻，现有的锂离子电池因为受电解液的影响，不能在超过80°C的高温环境下进行长时间的搁置，一旦搁置时间过长，电解液就会在高温环境下分解，最终导致电池不能使用；那么这就导致对于一些需要在高温条件下使用电池的地方，无法得到满足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高温循环性能优异的锂离子电池，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高温循环性能优异的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液和外壳；所述电解液和隔膜处于正极和负极之间；所述外壳包裹住正极、负极、隔膜和电解液；所述正极材料为锰酸锂；所述负极材料为石墨；所述隔膜为PP无纺布隔膜；所述电解液含有耐高温锂盐和高温成膜添加剂。作为本专利技术进一步的方案：所述正极上包覆一层二氧化硅材料。作为本专利技术进一步的方案：所述电解液还包括电解液溶剂。作为本专利技术再进一步的方案：所述电解液溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯脂和碳酸甲乙酯复合而成，且碳酸丙烯酯、碳酸乙烯脂和碳酸甲乙酯体积比为1:1:3。作为本专利技术再进一步的方案：所述耐高温锂盐为二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂或三氟甲基磺酰亚胺锂的一种或多种组合。作为本专利技术再进一步的方案：所述高温成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯(VC)、丁二腈(SN)和丙烯基-1,3-磺酸内酯(PES)中的一种或多种组合。作为本专利技术进一步的方案：所述隔膜表面有一层纳米级二氧化硅颗粒。作为本专利技术再进一步的方案：所述隔膜与二氧化硅颗粒之间以聚酰亚胺为粘结剂涂覆。一种如上述高温循环性能优异的锂离子电池的制备方法,包括以下步骤：1）正极制备：首先将聚偏二氟乙烯加入到N-甲基-吡咯烷酮中，高速搅拌均匀，向溶液中加入乙炔黑，搅拌均匀，然后加入锰酸锂粉末和二氧化硅粉末搅拌均匀形成正极浆料，将正极浆料涂覆在铝箔上，将铝箔进行烘烤，压实，裁片，焊极耳，得到正极片；2）负极制备：将羧甲基纤维素加入到水中，高速搅拌使其完全溶解，然后加入乙炔黑，继续搅拌至均匀，继续加入人造石墨粉末，搅拌均匀分散后，加入丁丙橡胶，分散成均匀的负极浆料，将负极浆料涂覆在铜箔上，将同模进行烘烤，压实，裁片，焊极耳，得到负极片；3）电解液制备：在充满氩气的手套箱内，将碳酸丙烯酯、碳酸乙烯脂和碳酸甲乙酯混合作为溶剂，然后加入耐高温锂盐，再加入高温成膜添加剂，搅拌均匀后得到的电解液；4）隔膜制备：将聚酰亚胺和二氧化硅粉加入到水和N－二甲基乙酰胺混合溶液(5/95，体积比)中，球磨分散，然后将制得的混合溶液涂在PP无纺布的两面，然后在室温干燥10min使溶剂蒸发，接着在80℃真空干燥24h以上，裁剪，得到隔膜；5）电池的制备：将得到的正极片，负极片，与隔膜卷绕成电芯，装入电池壳体中，将上述电解液注入电池中，密封制成锂离子电池。进一步的，步骤1）中，所述聚偏二氟乙烯、乙炔黑、锰酸锂粉末和二氧化硅粉末的质量比为5:5：190:4；所述羧甲基纤维素、乙炔黑、石墨粉末和丁丙橡胶的质量比为5:3:190:2。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过在高性能正极材料锰酸锂表面涂覆一层二氧化硅材料，提高了锂离子电池的循环性能。2、本专利技术通过采用耐高温锂盐提高了电解质的耐高温性能。3、本专利技术通过添加高温成膜添加剂减少了正负极材料与电解液的反应，提高了锂离子电池的循环性能。4、使用新型复合隔膜的方式提高了吸液率、锂离子电池电导率、界面稳定性和隔膜的耐高温性能。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种高温循环性能优异的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液和外壳，所述电解液和隔膜处于正极和负极之间，所述外壳包裹住正极、负极、隔膜和电解液；所述正极材料为锰酸锂，且正极材料表面包覆一层二氧化硅材料；所述负极材料为人工石墨；所述隔膜为PP无纺布隔膜；所述PP无纺布隔膜表面以聚酰亚胺作为粘接剂涂覆一层纳米级二氧化硅颗粒；所述电解液含有电解液溶剂、耐高温锂盐和高温成膜添加剂。所述电解液溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯脂和碳酸甲乙酯以1:1:3的体积比复合而成；所述耐高温锂盐为二草酸硼酸锂；所述高温成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯(VC)。一种高温循环性能优异的锂离子电池制作方法，包括以下步骤：1）正极制备：首先将聚偏二氟乙烯加入到N-甲基-吡咯烷酮中，高速搅拌均匀，向溶液中加入乙炔黑，搅拌均匀，然后加入锰酸锂粉末和二氧化硅粉末搅拌均匀形成正极浆料，将正极浆料涂覆在铝箔上，将铝箔进行烘烤，压实，裁片，焊极耳，得到正极片；所述聚偏二氟乙烯、乙炔黑、锰酸锂粉末和二氧化硅粉末的质量比为5:5：190:4；2）负极制备：将羧甲基纤维素加入到水中，高速搅拌使其完全溶解，然后加入乙炔黑，继续搅拌至均匀，继续加入人造石墨粉末，搅拌均匀分散后，加入丁丙橡胶，分散成均匀的负极浆料，将负极浆料涂覆在铜箔上，将同模进行烘烤，压实，裁片，焊极耳，得到负极片；所述羧甲基纤维素、乙炔黑、石墨粉末和丁丙橡胶的质量比为5:3:190:2；3）电解液制备：在充满氩气的手套箱内，将碳酸丙烯酯、碳酸乙烯脂和碳酸甲乙酯混合作为溶剂，然后加入溶剂质量分数12%的二草酸硼酸锂和2%碳酸亚乙烯酯(VC)，搅拌均匀后得到的电解液；4）隔膜制备：将聚酰亚胺和二氧化硅粉加入到水和N－二甲基乙酰胺混合溶液(5/95，体积比)中，球磨分散，然后将制得的混合溶液涂在PP无纺布的两面，然后在室温干燥10min使溶剂蒸发，接着在80℃真空干燥24h以上，裁剪，得到隔膜；5）电池的制备：将得到的正极片，负极片，与隔膜卷绕成电芯，装入电池壳体中，将上述电解液注入电池中，密封制成锂离子电池。实施例2一种高温循环性能优异的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液和外壳，所述电解液和隔膜处于正极和负极之间，所述外壳包裹住正极、负极、隔膜和电解液；所述正极材料为锰酸锂，且正极材料表面包覆一层二氧化硅材料；所述负极材料为人工石墨；所述隔膜为PP无纺布隔膜；所述PP无纺布隔膜表面以聚酰亚胺作为粘接剂涂覆一层纳米级二氧化硅颗粒；所述电解液含有电解液溶剂、耐高温锂盐和高温成膜添加剂。所述电解液溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯脂和碳酸甲乙酯以1:1:3的体积比复合而成；所述耐高温锂盐为二氟草酸硼酸锂；所述高温成膜添加剂为丁二腈(SN)。一种高温循环性能优异的锂离子电池制作方法，包括以下步骤：1）正极制备：首先将聚偏二氟乙烯加入到N-甲基-吡咯烷酮中，高速搅拌均匀，向溶液中加入乙炔黑，搅拌均匀，然后加入锰酸锂粉末和二氧化硅粉末搅拌均匀形成正极浆料，将正极浆料涂覆在铝箔上，将铝箔进行烘烤，压实，裁片，焊极耳，得到正极片；所述聚偏二氟乙烯、乙炔黑、锰酸锂粉末和二氧化硅粉末的质量比为5:5：190:4；2）负极制备：将羧甲基纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温循环性能优异的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液和外壳，所述电解液和隔膜处于正极和负极之间，所述外壳包裹住正极、负极、隔膜和电解液；其特征在于，所述正极材料为锰酸锂；所述负极材料为人工石墨；所述隔膜为PP无纺布隔膜；所述电解液含有耐高温锂盐和高温成膜添加剂。

【技术特征摘要】
1.一种高温循环性能优异的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液和外壳，所述电解液和隔膜处于正极和负极之间，所述外壳包裹住正极、负极、隔膜和电解液；其特征在于，所述正极材料为锰酸锂；所述负极材料为人工石墨；所述隔膜为PP无纺布隔膜；所述电解液含有耐高温锂盐和高温成膜添加剂。2.根据权利要求1所述的高温循环性能优异的锂离子电池，其特征在于，所述正极上包覆一层二氧化硅材料。3.根据权利要求2所述的高温循环性能优异的锂离子电池，其特征在于，所述电解液还包括电解液溶剂。4.根据权利要求3所述的高温循环性能优异的锂离子电池，其特征在于，所述电解液溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯脂和碳酸甲乙酯复合而成，且碳酸丙烯酯、碳酸乙烯脂和碳酸甲乙酯体积比为1:1:3。5.根据权利要求4所述的高温循环性能优异的锂离子电池，其特征在于，所述耐高温锂盐为二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂或三氟甲基磺酰亚胺锂的一种或多种组合。6.根据权利要求5所述的高温循环性能优异的锂离子电池，其特征在于，所述高温成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯、丁二腈和丙烯基-1,3-磺酸内酯中的一种或多种组合。7.根据权利要求1-5任一所述的高温循环性能优异的锂离子电池，其特征在于，所述隔膜表面有一层纳米级二氧化硅颗粒。8.根据权利要求7述的高温循环性能优异的锂离子电池，其特征在于，所述隔膜与二氧化硅颗粒之间以聚酰亚胺为粘结剂涂覆。9.一种如权利要求1-8任一所述高温循环性能优异的锂离子电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凡伟，袁云泉，
申请(专利权)人：山东天瀚新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37