一种低温锂离子电池制造技术

本发明专利技术涉及一种低温锂离子电池，包括：电池壳和电池芯；电池芯包括正极板、负极板、隔离膜以及电解液；正极板包括多孔铝网片，多孔铝网片的表面设有正极涂层；正极涂层的正极活性材料包括磷酸亚铁锂；负极板包括多孔铜网片，多孔铜网片的表面设有负极涂层，负极涂层的负极活性材料为石墨或者无定型碳包覆石墨；所述无定型碳包括软碳、硬碳或石墨烯；电解液包括锂盐、溶剂以及添加剂；溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、碳酸丙烯酯、聚碳酸酯和丙酸丙酯。对溶剂成分进行改进，能够有效提高锂离子电池的低温性能，保证锂离子电池在低温环境下正常工作。电池在低温环境下正常工作。

【技术实现步骤摘要】
一种低温锂离子电池


[0001]本专利技术涉及电池
，特别是涉及一种低温锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池因质量轻、比能量高、寿命长、易于包装和高安全性能的优势,被广泛应用与各种电子设备，近五年来市场需求呈稳步增长趋势。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，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
[0003]随着锂离子电池的广泛应用，各种电子设备的使用条件也对锂离子电池有更苛刻的要求。例如锂离子电池的温度特性，锂离子电池低温性能相对较差,己经制约锂离子电池在电动汽车领域的推广使用。针对该问题，本专利技术提出了一种低温锂离子电池。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种低温锂离子电池，电解液中的溶剂采用碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、碳酸丙烯酯、聚碳酸酯和丙酸丙酯构成的复合溶剂；其中，使用碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯溶解锂盐、碳酸二甲酯和乙酸乙酯降低电解液粘度、提高锂离子扩散系数，碳酸丙烯酯、聚碳酸酯和丙酸丙酯提升高低温性能，该溶剂能够有效提高锂离子电池的低温性能，保证锂离子电池在低温环境下正常工作。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种低温锂离子电池，包括：电池壳和电池芯；
[0007]所述电池芯包括正极板、负极板、设于正极板和负极板之间的隔离膜以及电解液；
[0008]所述正极板包括多孔铝网片，所述多孔铝网片的表面设有正极涂层；所述正极涂层的正极活性材料包括磷酸亚铁锂；
[0009]所述负极板包括多孔铜网片，所述多孔铜网片的表面设有负极涂层，所述负极涂层的负极活性材料为石墨或者无定型碳包覆石墨；所述无定型碳包括软碳、硬碳或石墨烯；
[0010]电解液包括锂盐、溶剂以及添加剂；
[0011]所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、碳酸丙烯酯、聚碳酸酯和丙酸丙酯。
[0012]可选的，所述溶剂的质量比例为3:3:2:1:2:1:1。
[0013]可选的，所述锂盐包括LiPF6，0.01
‑
0.1mol/L的LiBF4和/或LiBOB；
[0014]可选的，所述锂盐浓度1.35
‑
1.5mol/L。
[0015]可选的，所述添加剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、碳酸二苯酯、碳酸甲苯酯、丁二酸酐、丁二腈、己二腈中的至少一种。
[0016]可选的，所述隔离膜厚度为7
‑
12μm。
[0017]可选的，还包括设于所述电池芯外表面的加热及冷却层；
[0018]所述加热及冷却层包覆于所述电池芯外层；所述加热及冷却层包括流通有液体的液体通道、液体循环设备、加热器、冷却器，温度传感器以及控制器；
[0019]所述液体通道绕设在电池芯外层，所述液体通道的入口端和出口端均连接所述液体循环设备；所述液体循环设备固定连接于所述电池壳内壁上；
[0020]所述加热器设于所述液体通道的入口端和所述液体循环设备之间；
[0021]所述冷却器设于所述液体通道的出口端和所述液体循环设备之间；
[0022]所述温度传感器设于所述电池外层上；
[0023]所述液体循环设备、所述加热器、所述冷却器和所述温度传感器均与所述控制器连接。
[0024]可选的，所述加热及冷却层与所述电池壳之间设有隔温层。
[0025]可选的，所述电池壳内还设有补液机构；
[0026]所述补液机构包括电解液备用箱，连接管，液位计以及设于所述电解液备用箱中的液体泵；
[0027]所述电解液备用箱固定在所述电池壳内壁上；所述连接管的一端连接所述电解液备用箱，所述连接管的另一端连接所述电池芯；
[0028]所述液位计设于所述电池芯中电解液槽的内壁上；
[0029]所述液体泵与所述连接管连接；
[0030]所述液位计和所述液体泵均与所述控制器连接。
[0031]可选的，所述电池壳外表面设有防震层；所述防震层为内橡胶圈、外橡胶圈和多个缓冲弹簧；
[0032]所述内橡胶圈包覆在所述电池壳的外表面；所述内橡胶圈和所述外橡胶圈之间通过所述缓冲弹簧连接。
[0033]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0034]本专利技术提供一种低温锂离子电池，包括：电池壳和电池芯；电池芯包括正极板、负极板、隔离膜以及电解液；正极板包括多孔铝网片，多孔铝网片的表面设有正极涂层；正极涂层的正极活性材料包括磷酸亚铁锂；负极板包括多孔铜网片，多孔铜网片的表面设有负极涂层，负极涂层的负极活性材料为石墨或者无定型碳包覆石墨；所述无定型碳包括软碳、硬碳或石墨烯；电解液包括锂盐、溶剂以及添加剂；溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、碳酸丙烯酯、聚碳酸酯和丙酸丙酯。使用碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯溶解锂盐、碳酸二甲酯和乙酸乙酯降低电解液粘度、提高锂离子扩散系数，碳酸丙烯酯、聚碳酸酯和丙酸丙酯提升高低温性能，对溶剂成分进行改进，能够有效提高锂离子电池的低温性能，保证锂离子电池在低温环境下正常工作。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本专利技术实施例1提供的一种低温锂离子电池结构示意图；
[0037]图2为本专利技术实施例1提供的锂离子电池的加热及冷却层结构示意图；
[0038]图3为本专利技术实施例1提供的锂离子电池的补液机构结构示意图；
[0039]图4为本专利技术实施例1提供的加热及冷却层和补液机构与控制器的连接关系示意图；
[0040]图5为本专利技术实施例1提供的锂离子电池的防震层结构示意图。
[0041]符号说明：
[0042]1‑
电池壳；2
‑
电池芯；21
‑
正极板；22
‑
负极板；23
‑
隔离膜；24
‑
电解液；3
‑
加热及冷却层；31
‑
液体通道；32
‑
液体循环设备；33
‑
加热器；34
‑
冷却器；35
‑
温度传感器；36
‑
控制器；4
‑
隔温层；5
‑
补液机构；51
‑
电解液备用箱；52
‑
连接管；53
‑
液位计；54
‑
液体泵；6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，其特征在于，包括：电池壳和电池芯；所述电池芯包括正极板、负极板、设于正极板和负极板之间的隔离膜以及电解液；所述正极板包括多孔铝网片，所述多孔铝网片的表面设有正极涂层；所述正极涂层的正极活性材料包括磷酸亚铁锂；所述负极板包括多孔铜网片，所述多孔铜网片的表面设有负极涂层，所述负极涂层的负极活性材料为石墨或者无定型碳包覆石墨；所述无定型碳包括软碳、硬碳或石墨烯；电解液包括锂盐、溶剂以及添加剂；所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、碳酸丙烯酯、聚碳酸酯和丙酸丙酯。2.根据权利要求1所述的低温锂离子电池，其特征在于，所述溶剂的各成分的质量比例为3:3:2:1:2:1:1。3.根据权利要求1所述的低温锂离子电池，其特征在于，所述锂盐包括LiPF6，0.01
‑
0.1mol/L的LiBF4和/或LiBOB。4.根据权利要求1所述的低温锂离子电池，其特征在于，所述锂盐浓度1.35
‑
1.5mol/L。5.根据权利要求1所述的低温锂离子电池，其特征在于，所述添加剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、碳酸二苯酯、碳酸甲苯酯、丁二酸酐、丁二腈、己二腈中的至少一种。6.根据权利要求1所述的低温锂离子电池，其特征在于，所述隔离膜厚度为7
‑
12μm。7.根据权利要求1所述的低温锂离子电池，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋竹银，周建平，谈丹，赖永春，刘金满，王宏建，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：