一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池，涉及锂离子电池技术领域，包括正极、负极和电解液，所述正极采用镍钴锰三元材料，所述镍钴锰三元材料为一次颗粒或二次颗粒结构，所述负极采用人造石墨材料，所述电解液采用高倍率、高循环类型的电解液，所述石墨烯三元锂离子电池通过焊接设置有极耳。本发明专利技术通过正极采用材料结构和性能更加稳定的二次烧结材料，以及高循环的负极人造石墨材料，有利于提高电芯的循环性能从而提高电池的循环使用的次数，设计调整正极导电剂，降低电池自身阻值及使用过程的电解液损耗，通过设计增加负极过量系数明显提升电池的循环性能。计增加负极过量系数明显提升电池的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有比能量高、功率密度高、循环寿命长等优点，是目前便携式电子产品的可充电电池主要选择对象。
[0003]现目前市面流通的单极耳卷绕结构的锂离子电池的循环使用次数通常在300
‑
800次之间，针对高频使用的数码设备(如：手机、电脑、平板等)，其使用寿命较短(1
‑
3年)，当电芯的循环次数达到电芯的极限时，再持续使用，会存在两个较为明显的问题：(1)使用时间明显缩短(初始使用时间的80％一下)；(2)安全隐患随之增高(鼓包、硬鼓、燃烧等)。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中锂离子电池的循环使用次数较少，对于高频使用的数码设备使用寿命短的问题，而提出的一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池，包括正极、负极和电解液，所述正极采用镍钴锰三元材料和偶联剂复合制成，以质量比计，所述正极材料镍钴锰三元材料90
‑
98％和偶联剂0.1
‑
2％，所述镍钴锰三元材料为一次颗粒或二次颗粒结构，所述负极采用人造石墨材料，所述电解液采用高倍率、高循环类型的电解液，所述石墨烯三元锂离子电池通过焊接设置有极耳。
[0007]优选地，所述正极的涂布面密度设计范围控制在120
‑
160g/
㎡
，所述负极的涂布面密度设计范围控制在60
‑
75g/
㎡
。
[0008]优选地，将所述正极的三元材料的压实密度调整至2.9
‑
3.1g/cm3之间，将所述负极的人造石墨材料的压实密度调整至1.2
‑
1.4g/cm3之间。
[0009]优选地，根据三元的首次效率，将所述负极的过量系数调整至12
‑
14％。
[0010]优选地，所述正极采用的三元材料采用二次烧结工艺制成。
[0011]优选地，所述电解液的保有量设置在0.0032
‑
0.0036之间。
[0012]优选地，所述正极的导电剂采用石墨烯、CNT阵列管替代S
‑
P、CNT缠绕管。
[0013]优选地，所述极耳负二焊接位置为极耳的中段。
[0014]优选地，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂中的任意一种或多种，优选所述钛酸酯偶联剂选自NDZ401、NDZ311w、NDZ311、NDZ201、NDZ130、NDZ105、NDZ102、NDZ101中的任意一种或多种，优选所述硅烷偶联剂选自DL602、DL171、KH550、KH560、KH570中的任意一种或多种，优选所述铝酸酯偶联剂为DL
‑
411和铝酸三异丙酯。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0016]本专利技术正极采用材料结构和性能更加稳定的二次烧结材料，以及高循环的负极人造石墨材料，有利于提高电芯的循环性能从而提高电池的循环使用的次数，通过设计调整正极导电剂，降低电池自身阻值及使用过程的电解液损耗，通过设计增加负极过量系数明显提升电池的循环性能，解决了现有技术中锂离子电池的循环使用次数较少，对于高频使用的数码设备使用寿命短的问题。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0018]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0019]实施例1
[0020]一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池，包括正极、负极和电解液，正极采用镍钴锰三元材料和偶联剂复合制成，以质量比计，正极材料镍钴锰三元材料90
‑
98％和偶联剂0.1
‑
2％，镍钴锰三元材料为一次颗粒或二次颗粒结构，负极采用人造石墨材料，电解液采用高倍率、高循环类型的电解液，石墨烯三元锂离子电池通过焊接设置有极耳。
[0021]具体的，正极的涂布面密度设计范围控制在120g/
㎡
，负极的涂布面密度设计范围控制在60g/
㎡
。
[0022]具体的，将正极的三元材料的压实密度调整至2.9g/cm3，将负极的人造石墨材料的压实密度调整至1.2g/cm3。
[0023]具体的，根据三元的首次效率，将负极的过量系数调整至12％。
[0024]具体的，正极采用的三元材料采用二次烧结工艺制成。
[0025]具体的，电解液的保有量设置在0.0032。
[0026]具体的，正极的导电剂采用石墨烯、CNT阵列管替代S
‑
P、CNT缠绕管。
[0027]具体的，极耳负二焊接位置为极耳的中段。
[0028]具体的，偶联剂选自钛酸酯偶联剂，优选钛酸酯偶联剂选自NDZ401、NDZ311w、NDZ311、NDZ201、NDZ130、NDZ105、NDZ102、NDZ101中的任意一种或多种，优选为NDZ401、NDZ311w、NDZ311组合使用，比重为1∶1∶2。
[0029]实施例2
[0030]一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池，包括正极、负极和电解液，正极采用镍钴锰三元材料和偶联剂复合制成，以质量比计，正极材料镍钴锰三元材料90
‑
98％和偶联剂0.1
‑
2％，镍钴锰三元材料为一次颗粒或二次颗粒结构，负极采用人造石墨材料，电解液采用高倍率、高循环类型的电解液，石墨烯三元锂离子电池通过焊接设置有极耳。
[0031]具体的，正极的涂布面密度设计范围控制在140g/
㎡
，负极的涂布面密度设计范围控制在70g/
㎡
。
[0032]具体的，将正极的三元材料的压实密度调整至3g/cm3，将负极的人造石墨材料的
压实密度调整至1.3g/cm3。
[0033]具体的，根据三元的首次效率，将负极的过量系数调整至13％。
[0034]具体的，正极采用的三元材料采用二次烧结工艺制成。
[0035]具体的，电解液的保有量设置在0.0034。
[0036]具体的，正极的导电剂采用石墨烯、CNT阵列管替代S
‑
P、CNT缠绕管。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极和电解液，所述正极采用镍钴锰三元材料和偶联剂复合制成，以质量比计，所述正极材料镍钴锰三元材料90
‑
98％和偶联剂0.1
‑
2％，所述镍钴锰三元材料为一次颗粒或二次颗粒结构，所述负极采用人造石墨材料，所述电解液采用高倍率、高循环类型的电解液，所述石墨烯三元锂离子电池通过焊接设置有极耳。2.根据权利要求1所述的一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池，其特征在于，所述正极的涂布面密度设计范围控制在120
‑
160g/
㎡
，所述负极的涂布面密度设计范围控制在60
‑
75g/
㎡
。3.根据权利要求1所述的一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池，其特征在于，将所述正极的三元材料的压实密度调整至2.9
‑
3.1g/cm3之间，将所述负极的人造石墨材料的压实密度调整至1.2
‑
1.4g/cm3之间。4.根据权利要求1所述的一种单极耳卷绕结构、高循环的石墨烯三元锂离子电池，其特征在于，根据三元的首次效率，将所述负极的过量系数调整至12<...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴发元，贾全军，
申请(专利权)人：贵州扬德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：