一种超低温高容量一次锂电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超低温高容量一次锂电池及其制备方法，一次锂电池包括干电芯、电解液及电池壳，一次锂电池将干电芯放入电池壳内，并依次注入电解液、一次老化、封口以及二次老化制得，干电芯由若干个单元子电芯组合而成，单元子电芯由正极片、隔膜、负极片、隔膜一次重复层叠或层叠后卷绕形成，一次锂电池内的全部单元子电芯以抱团取暖的方式将电池工作中产生的热量最大化保存在电池内部。本发明专利技术具有如下优点：热量以内循环的方式提高了电池工作时的体温，电池体温的提高激发了电池内锂离子的活跃性，从而提高了电池在超低温环境中的工作电压、电流和放电容量保持率。电流和放电容量保持率。电流和放电容量保持率。

【技术实现步骤摘要】
一种超低温高容量一次锂电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于一次锂电池
，具体涉及一种超低温高容量一次锂电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]一次锂电池因其电压平台高、能量密度大、自放电率低和贮存时间长等优点，已在市场上得到广泛应用。而将其用于-50℃以下的严寒地域环境时，工作电压、电流都很低，放电容量保持率也很难得到提升。
[0003]为解决这一问题，电池企业除了通过对电池材料的改善和升级，还有必要通过电池制备工艺的优化来实现其在超低温环境中工作电压、电流和放电容量保持率的提升，以满足特殊领域的需求。基于此，本专利技术提供了一种超低温高容量一次锂电池及其制备方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服以上的不足，提供一种超低温高容量一次锂电池及其制备方法，全部单元子电芯以抱团取暖的方式将电池工作时产生的热量最大化保存在电池内部，热量以内循环的方式提高了电池工作时的体温，电池体温的提高激发了电池内锂离子的活跃性，从而提高了电池在超低温环境中的工作电压、电流和放电容量保持率。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种超低温高容量一次锂电池，一次锂电池包括干电芯、电解液及电池壳，一次锂电池将干电芯放入电池壳内，并依次注入电解液、一次老化、封口以及二次老化制得，干电芯由若干个单元子电芯组合而成，单元子电芯由正极片、隔膜、负极片、隔膜一次重复层叠或层叠后卷绕形成，一次锂电池内的全部单元子电芯以抱团取暖的方式将电池工作中产生的热量最大化保存在电池内部，热量以内循环的方式提高了电池工作时的体温，锂电池体温的提高激发了电池内锂离子的活跃性，提高锂电池在超低温环境中的电性能；正极片由正极材料、导电剂、粘结剂、预留极耳的集流体铝箔或铝网组成，经制浆、涂布、烘烤、辊压和制片的生产工艺制成；负极片由负极材料、导电剂、粘结剂、预留极耳的集流体铜箔或铜网组成，经制浆、涂布、烘烤、辊压和制片的生产工艺制成；隔膜由聚丙烯或/和聚乙烯为主材，经搅拌、混炼、冷却、延伸、抽出、干燥和分切的生产工艺制成；电解液由锂盐、碳酸脂和/或羧酸脂和/或醚类有机溶剂组合混合制成；所述锂盐为：高氯酸锂、无水四氯铝酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、碘化锂；所述碳酸脂为：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯；所述羧酸脂为：甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、γ-丁内
酯、δ-戊内酯；所述醚类为：2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、二甲氧基甲烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚。
[0006]本专利技术的进一步改进在于：电池壳的形状为方型或圆柱型，其材质为钢、铝、铝塑中任意一种。
[0007]本专利技术的进一步改进在于：正极材料为二氧化锰、碳基二氧化锰、硫、碳基硫、亚硫酰氯、氟化碳中的任意一种。
[0008]本专利技术的进一步改进在于：正极片的导电剂与负极片的导电剂均为超导炭黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种以上的组合。
[0009]本专利技术的进一步改进在于：正极片的粘结剂与负极片的粘结剂均为聚偏氟氯乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的一种或两种以上的组合。
[0010]一种超低温高容量一次锂电池的制备方法：具体步骤包括S1、单元子电芯制备：将正极片、隔膜、负极片、隔膜依次重复层叠或层叠后卷绕，各正极片的铝箔或铝网所预留的极耳经层叠或卷绕聚集后焊接在一起形成子电芯正极分极耳，各负极片的铜箔或铜网所预留的极耳经层叠或卷绕聚集后焊接在一起形成子电芯负极分极耳，子电芯正负极分极耳方向和反方向以外的层叠或卷绕外表面均以隔膜包裹，得到单元子电芯；S2、干电芯制备：以金属薄片将若干个单元子电芯并联在一起，并联过程为：将全部单元子电芯的正极分极耳以金属薄片焊接连接在一起，金属薄片的末端预留出来的部份形成干电芯正极全极耳；将全部单元子电芯的负极分极耳以金属薄片焊接连接在一起，金属薄片的末端预留出来的部份形成干电芯负极全极耳；正极全极耳和负极全极耳各用于连接外部集流体，得到干电芯；S3、将干电芯放入电池壳，注入电解液、一次老化、封口、二次老化，得到超低温高容量一次锂电池。
[0011]本专利技术的进一步改进在于：具体步骤包括S1、单元子电芯制备：将正极片、隔膜、负极片、隔膜依次重复层叠或层叠后卷绕，各正极片的铝箔或铝网所预留的极耳经层叠或卷绕聚集后焊接在一起形成子电芯正极分极耳，各负极片的铜箔或铜网所预留的极耳经层叠或卷绕聚集后焊接在一起形成子电芯负极分极耳，得到裸单元子电芯；使用聚乙烯膜或聚丙烯膜包裹裸单元子电芯除正负极分极耳以外的外表面，将正负极分极耳露在聚乙烯膜或聚丙烯膜外，并在正负极分极耳方向和反方向的聚乙烯膜或聚丙烯膜表面预留透气孔或透气缝，得到单元子电芯；S2、干电芯制备：以金属薄片将若干个单元子电芯串联在一起，串联过程为：第一个单元子电芯的负极分极耳与第二个单元子电芯的正极分极耳以金属薄片焊接连接，第二个单元子电芯的负极分极耳与第三个单元子电芯的正极分极耳以金属薄片焊接连接，第三个单元子电芯的负极分极耳与第四个单元子电芯的正极分极耳以金属薄片焊接连接，以此方式将全部单元子电芯串联在一起后，第一个单元子电芯的正极分极耳形成干电芯正极全极耳，最后一个单元子电芯的负极分极耳形成干电芯负极全极耳，正极全极耳和负极全极耳各用于连接外部集流体，得到干电芯；S3、电池组装：将干电芯放入电池壳，注入电解液、一次老化、封口、二次老化，得到超低温高容量一次锂电池。
[0012]本专利技术的进一步改进在于：具体步骤包括S1、单元子电芯制备：将正极片、隔膜、负极片、隔膜依次重复层叠或层叠后卷绕，各正极片的铝箔或铝网所预留的极耳经层叠或卷绕聚集后焊接在一起形成子电芯正极分极耳，各负极片的铜箔或铜网所预留的极耳经层叠或卷绕聚集后焊接在一起形成子电芯负极分极耳，得到裸单元子电芯；使用聚乙烯膜或聚丙烯膜包裹裸单元子电芯除正负极分极耳以外的外表面，将正负极分极耳露在聚乙烯或聚丙烯膜外，并在正负极分极耳方向和反方向的聚乙烯膜或聚丙烯膜表面预留透气孔或透气缝，得到单元子电芯；S2、单组子电芯制备：以金属薄片将若干个单元子电芯串联在一起，串联过程为：第一个单元子电芯的负极分极耳与第二个单元子电芯的正极分极耳以金属薄片焊接连接，第二个单元子电芯的负极分极耳与第三个单元子电芯的正极分极耳以金属薄片焊接连接，第三个单元子电芯的负极分极耳与第四个单元子电芯的正极分极耳以金属薄片焊接连接，以此方式将全部单元子电芯串联在一起后，第一个单元子电芯的正极分极耳形成单组子电芯正极支极耳，最后一个单元子电芯的负极分极耳形成单组子电芯负极支极耳，得到单组子电芯；S3、干电芯制备：以金属薄片将若干个单组子电芯并联在一起，各个单组子电芯的单元子电芯数量相同，并联过程为：将全部单组子电芯的正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低温高容量一次锂电池，其特征在于：所述一次锂电池包括干电芯、电解液及电池壳，所述一次锂电池将干电芯放入电池壳内，并依次注入电解液、一次老化、封口以及二次老化制得，所述干电芯由若干个单元子电芯组合而成，所述单元子电芯由正极片、隔膜、负极片、隔膜一次重复层叠或层叠后卷绕形成，所述一次锂电池内的全部单元子电芯以抱团取暖的方式将电池工作中产生的热量最大化保存在电池内部，热量以内循环的方式提高了电池工作时的体温，锂电池体温的提高激发了电池内锂离子的活跃性，提高锂电池在超低温环境中的电性能；所述正极片由正极材料、导电剂、粘结剂、预留极耳的集流体铝箔或铝网组成，经制浆、涂布、烘烤、辊压和制片的生产工艺制成；所述负极片由负极材料、导电剂、粘结剂、预留极耳的集流体铜箔或铜网组成，经制浆、涂布、烘烤、辊压和制片的生产工艺制成；所述隔膜由聚丙烯或/和聚乙烯为主材，经搅拌、混炼、冷却、延伸、抽出、干燥和分切的生产工艺制成；所述电解液由锂盐、碳酸脂和/或羧酸脂和/或醚类有机溶剂组合混合制成；所述锂盐为：高氯酸锂、无水四氯铝酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、碘化锂；所述碳酸脂为：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯；所述羧酸脂为：甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯；所述醚类为：2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、二甲氧基甲烷、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚。2.根据权利要求1所述一种超低温高容量一次锂电池，其特征在于：所述电池壳的形状为方型或圆柱型，其材质为钢、铝、铝塑中任意一种。3.根据权利要求1所述一种超低温高容量一次锂电池，其特征在于：所述正极材料为二氧化锰、碳基二氧化锰、硫、碳基硫、亚硫酰氯、氟化碳中的任意一种。4.根据权利要求1所述一种超低温高容量一次锂电池，其特征在于：所述正极片的导电剂与负极片的导电剂均为超导炭黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种以上的组合。5.根据权利要求1所述一种超低温高容量一次锂电池，其特征在于：所述正极片的粘结剂与负极片的粘结剂均为聚偏氟氯乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的一种或两种以上的组合。6.一种利用权利要求1至5中任意一项所述超低温高容量一次锂电池的制备方法，其特征在于：具体步骤包括S1、单元子电芯制备：将正极片、隔膜、负极片、隔膜依次重复层叠或层叠后卷绕，各正极片的铝箔或铝网所预留的极耳经层叠或卷绕聚集后焊接在一起形成子电芯正极分极耳，各负极片的铜箔或铜网所预留的极耳经层叠或卷绕聚集后焊接在一起形成子电芯负极分极耳，子电芯正负极分极耳方向和反方向以外的层叠或卷绕外表面均以隔膜包裹，得到单元子电芯；S2、干电芯制备：以金属薄片将若干个单元子电芯并联在一起，并联过程为：将全部单
元子电芯的正极分极耳以金属薄片焊接连接在一起，金属薄片的末端预留出来的部份形成干电芯正极全极耳；将全部单元子电芯的负极分极耳以金属薄片焊接连接在一起，金属薄片的末端预留出来的部份形成干电芯负极全极耳；正极全极耳和负极全极耳各用于连接外部集流体，得到干电芯；S3、将干电芯放入电池壳，注入电解液、一次老化、封口、二次老化，得到超低温高容量一次锂电池。7.根据权利要求6所述超低温高容量一次锂电池的制备方法，其特征在于：具体步骤包括S1、单元子电芯制备：将正极片、隔膜、负极片、隔膜依次重复层叠或层叠后卷绕，各正极片的铝箔或铝网所预留的极耳经层叠或卷绕聚集后焊接在一起形成子电芯正极分极耳，各负极片的铜箔或铜网所预留的极耳经层叠或卷绕聚集后焊接在一起形成子电芯负极分极耳，得到裸单元子电芯；使用聚乙烯膜或聚丙烯膜包裹裸单元子电芯除正负极分极耳以外的外表面，将正负极分极耳露在聚乙烯膜或聚丙烯膜外，并在正负极分极耳方向和反方向的聚乙烯膜或聚丙烯膜表面预留透气孔或透气缝，得到单元子电芯；S2、干电芯制备：以金属薄片将若干个单元子电芯串联在一起，串联过程为：第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄碧英，黄耀泽，唐天文，
申请(专利权)人：隆能科技南通有限公司，
类型：发明
国别省市：