高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池及其制作方法技术

本发明专利技术提供高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池及其制作方法，包括卷芯本体，所述卷芯本体包括卷绕的正极片、负极片以及设于正极片、负极片之间的隔膜；所述正极片的中心处焊接有正极极耳，所述负极片的中心处焊接有负极极耳；所述正极片包括铝箔和涂布于所述铝箔表面的正极浆料，所述正极浆料配方的质量比为：锰酸锂：碳纳米管：聚偏二氟乙烯＝(96.5～98.5)％:(0.5～1.4)％:(1.0～2.5)％。本发明专利技术的正极极耳、负极极耳焊在正极片、负极片的中间位置，相比较传统的极耳点焊在极片头部一端，大大缩短了极片中发生化学反应时电子的传输路径，使得电池内部的化学反应速率更快，同时可使得正、负极片涂布高面密度得以实现。负极片涂布高面密度得以实现。负极片涂布高面密度得以实现。

【技术实现步骤摘要】
高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池及其制作方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体为高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池及其制作方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于其电压高，比能量大，循环寿命长，安全性能好等优点，广泛用于日常生活和电动汽车；锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，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，Li
+
在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li
+
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]现有的锂离子电池其正极浆料配方按照质量比为锰酸锂：导电炭黑Sp:导电石墨KS6：PVDF＝94.8％:1％:2％:2.2％，在正极浆料配备完成后以(4～4.5)g/dm2的涂布密度涂布于正极铝箔的表面形成正极片；并对正极片、负极片的端部分别焊接正、负极极耳，如图2所示，配合隔膜形成卷芯本体；
[0004]现有电池的端部焊接极耳的方式使得制成的电池内阻高，电池的放电性能差，另外现有的配方制成的电池导电性能不佳，能量密度低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池及其制作方法，可以解决现有电池内阻高，电池的放电性能差，另外现有的配方制成的电池导电性能不佳，能量密度低的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是技术方案如下：
[0007]本专利技术是通过如下的技术方案来实现：高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池；包括卷芯本体，所述卷芯本体包括卷绕的正极片、负极片以及设于正极片、负极片之间的隔膜；所述正极片的中心处焊接有正极极耳，所述负极片的中心处焊接有负极极耳；
[0008]所述正极片包括铝箔和涂布于所述铝箔表面的正极浆料，所述正极浆料配方的质量比为：锰酸锂：碳纳米管：聚偏二氟乙烯＝(96.5～98.5)％:(0.5～1.4)％:(1.0～2.5)％。
[0009]进一步的，所述正极浆料配方的质量比为：锰酸锂：碳纳米管：聚偏二氟乙烯＝97.9％:0.7％:1.4％。
[0010]进一步的，所述正极片焊接所述正极极耳的一面设置没有涂布正极浆料的无料区，
[0011]所述无料区的长度大于卷芯本体的宽度；
[0012]所述正极片远离所述正极极耳的一面设置没有涂布正极浆料的无料区，所述无料区能够覆盖负极极耳并延伸到达卷芯本体的R角处。
[0013]进一步的，所述隔膜包括基膜和涂覆于基膜表面的陶瓷层，所述基膜厚度为9um；单面所述陶瓷层的厚度为3um。
[0014]高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池的制作方法，包括：
[0015]制作正极片，包括：
[0016]按照质量比为锰酸锂：碳纳米管：聚偏二氟乙烯＝(96.5～98.5)％:(0.5～1.4)％:(1.0～2.5)％，配备正极浆料的原料；
[0017]将锰酸锂、聚偏二氟乙烯加入到搅拌机内搅拌使之充分混合形成混合物；
[0018]在所述混合物内加入碳纳米管和N
‑
甲基吡咯烷酮溶剂分段搅拌形成浆料；
[0019]在所述浆料内继续加入N
‑
甲基吡咯烷酮溶剂调节所述浆料的粘度，直至所述浆料粘度到达5000～8000mpa.s完成正极浆料的制作；
[0020]将所述正极浆料双面涂布在铝箔表面形成正极片；
[0021]制作负极片，包括将负极浆料双面涂布于铜箔表面形成负极片；
[0022]在所述正极片、所述负极片的表面中心处分别焊接正极极耳、负极极耳；
[0023]将焊接完成的所述正极片、所述负极片与隔膜卷绕形成卷芯本体；
[0024]将卷绕好的所述卷芯本体用铝塑膜封装成电池；
[0025]将封装好的电池在高真空烤箱中真空烘烤而后注入的电解液。
[0026]进一步的，所述正极片的铝箔厚度为(0.012～0.020)mm，所述正极浆料双面涂布在铝箔表面的双面涂布面密度为(6.0～6.4)g/dm2。
[0027]进一步的，所述负极片的铜箔厚度为(0.005～0.010)mm，所述负极浆料双面涂布面密度为(2.1～2.4)g/dm2。
[0028]进一步的，所述电解液包括LiPF6、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和添加剂；所述LiPF6、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和添加剂的按照重量百分比为LiPF6为(10～15)％，碳酸乙烯酯为(20～30)％，碳酸甲乙酯为(10～20)％，碳酸二甲酯为(40～60)％，余量为添加剂，其中的添加剂包括成膜添加剂和阻燃剂。
[0029]进一步的，所述隔膜采用陶瓷隔膜，所述铝塑膜的厚度为112um。
[0030]进一步的，所述搅拌使之充分混合包括采用双行星搅拌机，调节公转(25～35)转/min，自转(550～650)转/min，搅拌(40～50)min，让粉料充分混合均匀；
[0031]所述分段搅拌形成浆料包括调节双行星搅拌机的公转(8～13)转/min，自转(550～650)转/min，搅拌(25～35)min，让半干态的浆料充分捏合；
[0032]调节双行星搅拌机的公转(40～55)转/min，自转(1400～1600)转/min，搅拌(150～200)min，形成分散均匀的浆料。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0034]本专利技术的正极极耳、负极极耳焊在正极片、负极片的中间位置，相比较传统的极耳点焊在极片头部一端，大大缩短了极片中发生化学反应时电子的传输路径，使得电池内部的化学反应速率更快，同时可使得正、负极片涂布高面密度得以实现，从而降低的正、负极片的基材质量，有利于提升电池的能量密度；
[0035]本专利技术的正极片配方中通过添加高导电性的CNT，提高正极片的导电性能，使得提高正极配方中活性物质的含量成为可能，只要用更少量的导电剂，同样起到良好的导电和导热效果，相对应的活性物质含量提高了，电池的容量也就提高了。
附图说明
[0036]参照附图来说明本专利技术的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制，在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
[0037]图1为本专利技术高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池的整体结构示意图；
[0038]图2为本专利技术现有技术的锂离子电池卷芯本体的结构示意图；
[0039]图3为本专利技术实施案例中本专利技术电池与现有技术电池循环寿命的对比折线示意图；
[0040]图中标注说明：1、卷芯本体；11、负极极耳；12、正极极耳；13、正极片；14、负极片。
具体实施方式
[0041]容易理解，根据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本专利技术的技术方案的示例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池，其特征在于：包括卷芯本体，所述卷芯本体包括卷绕的正极片、负极片以及设于正极片、负极片之间的隔膜；所述正极片的中心处焊接有正极极耳，所述负极片的中心处焊接有负极极耳；所述正极片包括铝箔和涂布于所述铝箔表面的正极浆料，所述正极浆料配方的质量比为：锰酸锂：碳纳米管：聚偏二氟乙烯＝(96.5～98.5)％:(0.5～1.4)％:(1.0～2.5)％。2.根据权利要求1所述的高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池，其特征在于：所述正极浆料配方的质量比为：锰酸锂：碳纳米管：聚偏二氟乙烯＝97.9％:0.7％:1.4％。3.根据权利要求1所述的高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池，其特征在于：所述正极片焊接所述正极极耳的一面设置没有涂布正极浆料的无料区，所述无料区的长度大于卷芯本体的宽度；所述正极片远离所述正极极耳的一面设置没有涂布正极浆料的无料区，所述无料区能够覆盖负极极耳并延伸到达卷芯本体的R角处。4.根据权利要求1所述的高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池及其制作方法，其特征在于：所述隔膜包括基膜和涂覆于基膜表面的陶瓷层，所述基膜厚度为9um；单面所述陶瓷层的厚度为3um。5.高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池的制作方法，其特征在于：如权利要求1
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4任意一项所述的高能量密度的锰酸锂聚合物锂离子电池的制作方法，包括：制作正极片，包括：按照质量比为锰酸锂：碳纳米管：聚偏二氟乙烯＝(96.5～98.5)％:(0.5～1.4)％:(1.0～2.5)％，配备正极浆料的原料；将锰酸锂、聚偏二氟乙烯加入到搅拌机内搅拌使之充分混合形成混合物；在所述混合物内加入碳纳米管和N
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甲基吡咯烷酮溶剂分段搅拌形成浆料；在所述浆料内继续加入N
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甲基吡咯烷酮溶剂调节所述浆料的粘度，直至所述浆料粘度到达5000～8000mpa.s完成正极浆料的制作；将所述正极浆料双面涂布在铝箔表面形成正极片；制作负极片，包括将负极浆料双面涂布于铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭涛，王图强，
申请(专利权)人：湖南泰禾新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：