一种低温锂离子电池正极极片及其制备方法，锂离子电池技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种低温锂离子电池负极极片及其制备方法、锂离子电池，包括集流体及负极涂层，所述负极涂层包括内部涂层和外部涂层，所述内部涂层涂覆在集流体上，所述外部涂层涂覆在内部涂层上，所述外部涂层的表面带有若干通孔；所述内部涂层包括活性物质一，所述外部涂层包括活性物质二。本发明专利技术提高了锂离子电池的低温充电性能，锂离子电池

【技术实现步骤摘要】
一种低温锂离子电池正极极片及其制备方法，锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种低温锂离子电池正极极片及其制备方法，锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有比能量高、质量轻、寿命长及无记忆效应等优点，并广泛应用于各种民用电子设备及其电动汽车、储能、移动电源等领域。随着电动汽车的推广和普及，越来越多的动力电池应用在电动汽车上，动力型锂离子电池面临的一个典型问题是冬季续航里程急剧减少，锂电池在低温环境下的使用受到限制，除了因为放电容量会严重衰退之外，低温下也不能对锂电池进行充电。虽然一些新能源汽车在低温环境下会在充电之前对电池包进行预热，但是仍存在电芯受热不均匀、电能浪费及加热异常导致车辆起火等问题。
[0003]在低温下，锂离子的传输速率下降是导致锂离子电池充放电效率降低的主要原因。正极片、负极片、电解液、集流体等的性质均可能导致锂离子的传输速率下降。CN104409767A公开了一种低温型锂离子二次电池，其正极电活性物质为尖晶石型锰酸锂，负极活性物质为尖晶石钛酸锂，正极材料、负极材料中均加入超导炭黑、Super
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P、VGCF或碳纳米管等导电剂；并采用含有1,2
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丙二醇碳酸酯和乙酸乙酯的溶剂得到熔点小于
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40℃的电解液。该低温锂离子电池的首次效率没有明显改善，能量密度较低，锂离子电池的低温性能有待进一步提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种低温锂电池负极及其制备方法，以提高锂离子电池的低温充电性能。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种低温锂离子电池负极极片，所述负极极片包括集流体及负极涂层，所述负极涂层包括内部涂层和外部涂层，所述内部涂层涂覆在集流体上，所述外部涂层涂覆在内部涂层上，所述外部涂层的表面带有若干通孔；所述内部涂层包括活性物质一，所述外部涂层包括活性物质二。
[0007]优选地，所述活性物质一为钛酸锂，所述活性物质二为石墨。
[0008]优选地，所述内部涂层涂覆在集流体上的单面厚度为20～60μm。
[0009]优选地，所述外部涂层涂覆在内部涂层上的单面厚度为50～100μm。
[0010]优选地，所述外部涂层表面的通孔的直径为0.1～2μm。
[0011]较佳地，所述通孔占外部涂层的空隙率为1～15％。
[0012]优选地，所述内部涂层由以下组分组成：活性物质一∶导电剂SP∶粘结剂PVDF的质量比＝(90～96)∶(1～3)∶(3～5)。
[0013]较佳地，所述外部涂层由以下组分组成：活性物质二∶导电剂SP∶粘结剂CMC
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Li∶粘结剂PAA的质量比＝(92～98)∶(0.5～1)∶(1～2)∶(1～2)，粘结剂PAA优选为LA1331。
[0014]上述低温锂离子电池负极极片的制备方法，包括以下步骤：
[0015](1)将活性物质一、导电剂SP和粘结剂PVDF与NMP混合，制成内部涂层浆料；
[0016](2)将内部涂层浆料涂覆于集流体表面，干燥；
[0017](3)将活性物质二、导电剂SP、粘结剂CMC
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Li和粘结剂PAA与溶剂混合，制成外部涂层浆料；
[0018](4)将外部涂层浆料涂覆于内部涂层表面，干燥。
[0019]基于一个总的专利技术构思，本专利技术另一个目的在于保护一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，所述负极片采用上述低温锂离子电池正极极片；所述正极片可采用现有技术，例如在集流体表面涂覆磷酸铁锂浆料形成正极片，选用Celgard 2400膜为隔膜，按照现有技术组装成电芯，再注入电解液，制得低温锂离子电池；如可采用LiPF6‑
EC+DEC(EC、DEC的体积比为1∶1，LiPF6的浓度为1.3mol/L)作为电解液。
[0020]本专利技术提高了锂离子电池的低温充电性能，锂离子电池
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10℃低温1C充电不析锂，
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10℃低温0.33C/0.5C循环寿命＞1000周；在
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20℃低温下的低温容量保持率达到85％以上，能量密度达到(127.8～128.9)wh/kg，500次循环性能容量保持率(96.8～98.0)％，具有低温性能好、能量密度大、循环性能优异的特点。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加明白清楚，结合具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，但是本专利技术并不限于这些实施例。需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为质量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如没有特别说明，均为本领域的常规方法。
[0022]实施例1
[0023]本实施例的低温锂离子电池负极极片，所述负极极片包括集流体及负极涂层，所述负极涂层包括内部涂层和外部涂层，所述内部涂层涂覆在集流体上，所述外部涂层涂覆在内部涂层上，所述外部涂层的表面带有若干通孔；所述内部涂层包括活性物质一，所述外部涂层包括活性物质二。
[0024]所述活性物质一为油系钛酸锂，所述活性物质二为水系石墨。
[0025]所述内部涂层涂覆在集流体上的单面厚度为40μm。
[0026]所述外部涂层涂覆在内部涂层上的单面厚度为75μm。
[0027]所述外部涂层表面的通孔的直径为1.2μm。
[0028]所述通孔占外部涂层的空隙率为8％。
[0029]所述内部涂层由以下组分组成：活性物质一∶导电剂SP∶粘结剂PVDF的质量比＝93∶2∶4。
[0030]所述外部涂层由以下组分组成：活性物质二∶导电剂SP∶粘结剂CMC
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Li∶粘结剂LA1331的质量比＝96∶0.8∶1.5∶1.5。
[0031]本实施例的低温锂离子电池负极极片的制备方法，包括以下步骤：
[0032](1)将93g活性物质一、2g导电剂SP和4g粘结剂PVDF添加至120g的溶剂去离子水中，搅拌混合，得到内部涂层浆料；
[0033](2)将内部涂层浆料涂覆在4.5μm铜箔表面上，80℃干燥2h；
[0034](3)将96g活性物质二、0.8g导电剂SP、1.5g粘结剂CMC
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Li和1.5g粘结剂LA1331添加至120g溶剂去离子水中，搅拌混合，得到外部涂层浆料；
[0035](4)将外部涂层浆料涂覆于内部涂层表面，80℃干燥2h，得到正极片。
[0036]本实施例的锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，所述负极片采用上述低温锂离子电池负极极片；所述正极片采用现有技术，在20μm铝箔的表面涂覆磷酸铁锂浆料，经辊压、模切形成正极片，所述磷酸铁锂浆料由磷酸铁锂、科琴黑、单壁碳纳米管和粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温锂离子电池负极极片，其特征在于，所述负极极片包括集流体及负极涂层，所述负极涂层包括内部涂层和外部涂层，所述内部涂层涂覆在集流体上，所述外部涂层涂覆在内部涂层上，所述外部涂层的表面带有若干通孔；所述内部涂层包括活性物质一，所述外部涂层包括活性物质二。2.根据权利要求1所述的一种低温锂离子电池负极极片，其特征在于，所述活性物质一为钛酸锂，所述活性物质二为石墨。3.根据权利要求1所述的一种低温锂离子电池负极极片，其特征在于，所述内部涂层涂覆在集流体上的单面厚度为20～60μm。4.根据权利要求1所述的一种低温锂离子电池负极极片，其特征在于，所述外部涂层涂覆在内部涂层上的单面厚度为50～100μm。5.根据权利要求1所述的一种低温锂离子电池负极极片，其特征在于，所述外部涂层表面的通孔的直径为0.1～2μm。6.根据权利要求5所述的一种低温锂离子电池负极极片，其特征在于，所述通孔占外部涂层的空隙率为1～15％。7.根据权利要求1所述的一种低温锂离子电池负极极片，其特征在于，所述内部涂层由...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭娜娜，白科，李冠毅，徐小明，谢爱亮，孙玉龙，田雪梅，余翔，
申请(专利权)人：江西安驰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：