本发明专利技术涉及锂电池技术领域，特别涉及一种耐宽温锂电池及其制作方法。本发明专利技术提供了一种耐宽温锂电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外包装膜，正极活性物质为三元掺锰酸锂，负极活性物质为人造石墨、中间相碳微球，钛酸锂中的一种；正负极导电剂为碳纳米管、SP和石墨烯，通过采用特殊的化成及老化工步工艺制成电池。正负极片包括正极涂碳铝箔集流体和负极铜箔集流体材料，正负极材料中正极活性物质80％‑94％，正极导电剂3％‑10％，正极粘结剂3％‑10％，负极活性物质85％‑96％，负极导电剂2％‑7％，负极粘结剂2％‑8％。实验测试结果表明，本发明专利技术中的电池在‑30℃下的放电容量为室温容量的83.26％，80℃高温10天存储后，容量保持及恢复率≥90％，具备较好的温度适应性。
A wide temperature resistant lithium battery and its manufacturing method
【技术实现步骤摘要】
一种耐宽温锂电池及其制作方法
本专利技术涉及锂电池
，特别涉及一种耐宽温锂电池及其制作方法。
技术介绍
目前，21世纪最严峻的问题是能源危机，将绿色能源替代不可再生化石能源已经成为必然的发展趋势。锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、绿色环保等优点，在数码市场和能量储存设备市场上已占据重要地位，同时也正逐步应用在乘用车领域，如混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、纯电动汽车(EV)等大型电动设备上。自2019年开始新能源乘用车仍然呈不断增长的趋势，目前锂电池主流市场为三元和磷酸铁锂电池，磷酸铁锂能量密度适中，安全性能和性价比高，是国家重点扶持和发展的领域，但是低温下析锂、高温下胀气仍然是制约锂电池大规模应用的瓶颈，因此制备一种较宽温度条件下使用的锂电池是锂电行业大批量投入市场广泛普及的关键途径之一。CN109802094A公开了一种低温磷酸铁锂电池及其制备方法，所述正极片由包括正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂和正极溶剂的正极浆料涂布到正极集流体上制成；所述正极活性物质为Ti3SiC2改性的碳包覆的磷酸铁锂；所述正极导电剂为碳纳米管和石墨烯；所述负极片由包括负极活性物质、负极导电剂、负极粘结剂、增稠剂和负极溶剂的负极浆料涂布到负极集流体上制成；所述负极活性物质为人造石墨和中间相碳微球；所述负极导电剂为碳纳米管和石墨烯。实验结果表明，本专利技术中的电池在-20℃下的放电容量为2488mAh，为室温容量的88.13％；-40℃的放电容量为2215mAh，为室温放电容量的78.46％，采用该方法对提高其低温性能有很大帮助。CN106229543A一种钛酸锂电池，包括正极、负极、间隔于正极和负极之间的隔离膜以及电解液；所述正极包括正极集流片以及正极浆料；所述负极包括负极集流片以及负极浆料；所述电解液包括有机溶剂、添加剂以及锂盐；所述正极浆料包括正极活性物质、导电剂、粘结剂；所述负极浆料包括负极活性物质、导电剂、粘结剂；所述正极活性物质为三元镍钴锰NCM，所述负极活性物为钛酸锂Li4Ti5O12，导电剂为SP和KS-6的混合物，所述粘结剂为聚偏氟乙烯PVDF；所述正极浆料成分比例为：NCM：SP：KS-6：PVDF＝96：1.5：0.5：2；所述负极浆料成分比例为：Li4Ti5O12：SP：KS-6：PVDF＝93：1.5：0.5：5，该电池也具有较好的电学和安全性能。因此，根据市场发展需求，需要制备一种较宽温度条件下使用的、安全性能高的锂电池。
技术实现思路
针对上述现有技术现状，本专利技术的目的在于提供一种耐宽温锂电池及其制备方法，本专利技术采用特殊的物料体系及化成、老化工艺，有效解决了锂电池低温状态不能使用，高温条件下胀气等问题，该电芯在-30℃-80℃条件下能正常使用。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种耐宽温锂电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外包装膜，所述正极片包括正极涂碳铝箔集流体和正极材料，所述正极材料包括正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂，正极材料中各组分的质量百分比为：正极活性物质80％-94％，正极导电剂3％-10％，正极粘结剂3％-10％，所述正极活性物质包括NCM和LMO，所述NCM和LMO的质量比为为6：4-8：2。进一步的，正极活性物质中三元NCM为LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2、LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2、LiNi0.3Co0.35Mn0.35O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi0.4Co0.3Mn0.3O2、LiNi0.2Co0.35Mn0.45O2中的一种或多种。进一步的，负极片包括负极涂碳铝箔集流体和负极材料，所述负极材料包括负极活性物质、负极导电剂、负极粘结剂，所述负极材料中各组分的质量百分比为：负极活性物质85％-96％，负极导电剂2％-7％，负极粘结剂2％-8％。进一步的，负极活性物质为人造石墨、中间相碳微球或钛酸锂Li4Ti5O12，负极粘结剂为聚偏氟乙烯或丁苯橡胶，负极导电剂为超导炭黑SP、石墨导电剂KS-6、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种。进一步的，正极导电剂为超导炭黑、片状石墨、碳纳米管、碳纤维、气相生长纤维中的一种或多种；正极粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、有机烯酸、羧酸酯类中的一种或多种。进一步的，电解液包括溶剂、电解质、添加剂，所述溶剂为EC和DMC质量比为4-8：1的混合溶剂，所述电解质在电解液中的质量分数为15％-30％，浓度为1.2-3.0mol/L，所述电解质包括LiPF6和LiFSI，LiPF6：LiFSI浓度比为2：1-5：1，所述添加剂为VC和PS的组合物，所述添加剂组合物的质量分数为0.2％-2％。进一步的，隔膜为湿法PE隔膜，所述湿法PE隔膜的厚度为9-20um，孔隙率为40-65％，透气率为100-200s/100ml或者所述隔膜为涂Al2O3陶瓷隔膜，所述涂Al2O3陶瓷隔膜厚度为25-30um，孔隙率为50-85％，透气率为150-200s/100ml。本专利技术还提供一种耐宽温锂电池的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：a)制作正、负极片：将正极材料溶于有机溶剂中，搅拌均匀后涂覆于正极集流体上，在90-120℃烘干后经辊压正极片；将负极材料分散在有机溶剂中，搅拌均匀后得到负极浆料，涂覆于负极集流体上，在90-120℃烘干后辊压得到负极片；正极集流体均采用涂碳铝箔，涂碳层为SP或石墨烯，涂碳层厚度为0.5-2um，涂碳铝箔的整体厚度为12-24μm，负极为LTO体系与正极集流体一致，石墨体系采用普通铜箔，厚度为9-12μm；b)极片烘烤：将上述极片放入真空烘箱中100-120℃烘烤24-36h，持续抽真空，控制正、负极极片水分含量≤200ppm；c)制作电芯：将步骤b)得到的正、负极片裁剪后，按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；d)焊接包装：将电芯中的正、负极片分别将极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，将电芯放入铝塑包装膜中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，软包电池的一侧为开口状态，待电解液注入；e)封装注液：将高压电解液注入电芯后，封好注液口；f)化成及老化：将包装好的电池化成、老化后分容即得到具有高倍率的钛酸锂电池。进一步的，步骤a)中正极片辊压后的厚度为120-160μm，压实密度为2.9-3.3g/cm3，负极片辊压后的厚度为100-130μm，压实密度为1.2-1.5g/cm3。进一步的，步骤a)中正极浆料的粘度为4000-8000mPa·s，负极浆料的粘度为3000-7000mPa·s，搅拌均匀后过筛100-150目。进一步的，步骤f)中所述的化成温度为60-90℃，化成压力为0.1-0.5MPa，所述的老化温度为60-90℃，老化压力为0.1-0.5MPa，老化时间为30-50h。进一步的，步骤f)中的化成过程需以一定电流进行恒流充放电及本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐宽温锂电池，其特征在于，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外包装膜，所述正极片包括正极涂碳铝箔集流体和正极材料，所述正极材料包括正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂，正极材料中各组分的质量百分比为：正极活性物质80％-94％，正极导电剂3％-10％，正极粘结剂3％-10％，所述正极活性物质包括NCM和LMO，所述NCM和LMO的质量比为为6：4-8：2。/n
【技术特征摘要】
1.一种耐宽温锂电池，其特征在于，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外包装膜，所述正极片包括正极涂碳铝箔集流体和正极材料，所述正极材料包括正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂，正极材料中各组分的质量百分比为：正极活性物质80％-94％，正极导电剂3％-10％，正极粘结剂3％-10％，所述正极活性物质包括NCM和LMO，所述NCM和LMO的质量比为为6：4-8：2。
2.根据权利要求1所述的耐宽温锂电池，其特征在于，所述正极活性物质中NCM为LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2、LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2、LiNi0.3Co0.35Mn0.35O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi0.4Co0.3Mn0.3O2、LiNi0.2Co0.35Mn0.45O2中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的耐宽温锂电池，其特征在于，所述负极片包括负极涂碳铝箔集流体和负极材料，所述负极材料包括负极活性物质、负极导电剂、负极粘结剂，所述负极材料中各组分的质量百分比为：负极活性物质85％-96％，负极导电剂2％-7％，负极粘结剂2％-8％。
4.根据权利要求3所述的耐宽温锂电池，其特征在于，所述负极活性物质为人造石墨、中间相碳微球或钛酸锂Li4Ti5O12，负极粘结剂为聚偏氟乙烯或丁苯橡胶，负极导电剂为超导炭黑SP、石墨导电剂KS-6、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的耐宽温锂电池，其特征在于，所述正极导电剂为超导炭黑、片状石墨、碳纳米管、碳纤维、气相生长纤维中的一种或多种；正极粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、有机烯酸、羧酸酯类中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的耐宽温锂电池，其特征在于，所述电解液包括溶剂、电解质、添加剂，所述溶剂为EC和DMC质量比为4-8：1的混合溶剂，所述电解质在电解液中的质量分数为15％-30％，浓度为1.2-3.0mol/L，所述电解质包括LiPF6和LiFSI，LiPF6：LiFSI浓度比为2：1-5：1，所述添加剂为VC和PS的组合物，所述添加剂组合物的质量分数为0.2％-2％。
7.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡金星，陈立鹏，姜欢，吴志威，陈念，孙光忠，
申请(专利权)人：骆驼集团武汉光谷研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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