一种超高倍率锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种超高倍率锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和极耳以及包装壳，正极片是将正极活性物质、导电剂及粘结剂的混合浆料涂布在铝箔两面而制成，负极片是将负极活性物质、导电剂及粘结剂的混合浆料涂布在铜箔两面而制成，电解液为锂盐与有机溶剂的混合溶液。本发明专利技术锂电池可在超高倍率条件下持续放电，放电倍率可达３５Ｃ～５０Ｃ，放电倍率在３５Ｃ、４０Ｃ、４５Ｃ、５０Ｃ的放电容量分别达１Ｃ放电容量的９６．３％、９５．６％、９５．１％、９４．５％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池
，特别是涉及一种可在超高倍率条件下 持续放电的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池自1990年商品化以来，凭借其重量轻、比能量高、工作 电压高、寿命长、自放电低等优点，迅速应用于各种现代化移动通讯设备 和便携式电子设备领域，锂离子电池行业得到了飞速发展。上述电子设备 具有工作电流小、使用时间长的特点， 一般锂离子电池可以满足要求。随着技术的不断更新和发展，巿场对移动电子设备的要求也在不断提 高。如车模、航模、船模等领域前期釆用其它电池或石油作为动力，因锂 离子电池的众多优点，该领域现在也逐渐转向以锂离子电池作为动力源， 这些产品需要持续大电流放电来满足其动力需要，而目前常见的锂离子电 池只能满足1C左右的放电要求，无法应用于此领域。在此应用需求的推 动下产生了一种高倍率锂离子电池，高倍率锂离子电池除了具有常用锂离 子电池的优点外，最突出的特点是可以在高倍率情况下进行持续放电。目 前常见的产品可以在10C 20C持续放电，但随着车模、航模、船模技术 的不断发展，10C 20C乃至25C都已经无法满足产品的特殊要求。因此 更高倍率锂离子电池需求日益增加来满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种可以在超高倍率 35C~ 50C条件下进行持续放电的锂离子电池。为解决上述技术问题，本专利技术釆用的技术方案是 一种超高倍率锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和极耳以及包装壳，其特征 在于，所述正极片是将正极活性物质、导电剂及粘结剂的混合浆料涂布在 铝箔两面而制成，所述负极片是将负极活性物质、导电剂及粘结剂的混合 浆料涂布在铜箔两面而制成，所述电解液为锂盐与有机溶剂的混合溶液，锂盐的浓度为1 1.3mol/L,所述正极片混合浆料中的正极活性物质、导 电剂和粘结剂的重量百分比分别为90~96%， 1.0~5.0%， 2.0-6.0%;其中，正极活性物质为钴酸锂和三元材料中的一种或它们的组合，导电剂 为的碳黑、石墨、碳纤维和碳纳米管的一种或两种以上的混合物，粘结剂 为聚偏氟乙烯的均聚物或聚偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物；所述负极片混合 浆料中负极活性物质、导电剂和粘结剂的重量百分比分别为90~96%， 1.0 ~ 5.0°/。， 1.5 ~ 6.0%，其中，负极活性物质为中间相碳微球和改性人造 石墨中的一种或它们的组合，导电剂为碳黑、石墨、碳纤维和碳纳米管的 一种或两种以上的混合物，粘结剂为水性粘结剂丁苯橡胶和羧甲基纤维素 的组合物或油性粘结剂聚偏氟乙烯的均聚物或聚偏氟乙烯-六氟丙烯的 共聚物；锂盐为六氟磷酸锂，有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸 甲乙酯和碳酸二乙酯的混合物，碳酸乙烯酯碳酸二甲酯碳酸甲乙酯 碳酸二乙酯的重量百分比为3:4:2:1。所述正极片的双面敷料面密度为120~ 200g/m2，压实密度为3.0 ~ 3.8g/m3,所述铝箔的面密度为30g/n^以上。所述负极片的双面敷料面密度为70~120g/m2，压实密度为1.2~ 1.8g/m3,所述铜箔的面密度为80g/mH乂上。所述隔膜的孔隙率在45%以上，隔膜厚度为40um以下。所述电解液的电导率在11ms/cm以上。所述极耳包括正极极耳和负极极耳，正极极耳为铝极耳，负极极耳为 镍极耳、铜镀镍极耳或铜极耳。所述碳黑、石墨、碳纤维和碳纳米管的比表面积为200m2/g以上。 所述中间相碳微球和改性人造石墨的粒径为15um以下，比表面积为1.5m2/g以上。锂电池的制作工艺中注液前须在温度70- 90。C条件下干燥12h以上。 本专利技术与现有技术相比具有以下优点本专利技术锂电池可在超高倍率条件 下持续放电，放电倍率可达35C 50C,放电倍率在35C、 40C、 45C、 50C 的放电容量分别达1C放电容量的96.3%、 95.6%、 95.1%、 94.5%。下面结合附图和实施例，对本专利技术做进一步的详细描述。附图说明图l为本专利技术高倍率锂离子电池的外型示意图(其中，图1 (a)为双极 耳同侧，图l(b)为双极耳异侧，图1 (c)和图1 (d)为四极耳异侧)。图2为本专利技术高倍率锂离子电池的正、负极片形状示意图(其中，图2 (a)为单极耳偏，图2(b)为单极耳正，图2(c)为双极耳同侧，图2(d) 为双极耳异侧)。图3为本专利技术高倍率锂离子电池的35C放电曲线图。图4为本专利技术高倍率锂离子电池的40C放电曲线图。图5为本专利技术高倍率锂离子电池的45C放电曲线图。图6为本专利技术高倍率锂离子电池的50C放电曲线图。具体实施例方式实施例1以2500~ 5000mAh超髙倍率锂离子电池的制作过程为例进行说明， 电池结构如图l(a)所示。按下列方法进行实施正极浆料的配制以N-二甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，活性物质 为改性多孔球状钴酸锂(LiCo02)、导电剂为超级导电碳黑(Super P)和 气相生长碳纤维(VGCF) ， NMP添加比例在40 65。/。之间。本实施例所 用比例为LiCo02:Super P:VGCF:PVDF:NMP=90:3:2:5:60。首先将LiCo02、 SuperP、 VGCF三种物质在球磨机中进行球磨预分散处理，使导电剂均匀分散在LiCo02颗粒表面；然后将PVDF加入到NMP中，搅拌2 4h，将 处理好的正极混合物分三次加入到PVDF胶溶剂中，高速搅拌6 8h后抽 真空脱气泡待涂布。正极极片的制作将配制好的正极浆料涂布在集流体铝箔上，敷料面 密度在120 200g/m2之间，涂布极片经干燥、辊压、冲切后待组装，完成 正极片的制作(如图2(a)所示)。负极浆料的配制负极浆料的配制与正极配制步骤一致，以水为溶剂， 活性物质为中间相碳微球(MCMB),导电剂为超级导电碳黑(Super P), 粘接剂为苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)的混合物，水添加比例 在90 120之间，本实施例所用比例为MCMB: Super P: SBR: CMC: H20 = 92: 3: 3: 2: 110。首先将MCMB与Super P在球磨机中进行球磨 预分散处理，使导电剂均匀分散在MCMB表面；然后将CMC加入去离子 水中，搅拌3~4h，将处理好的负极混合物质分二次加入上述CMC的水 溶液中，搅拌均匀后加入SBR,最后搅拌均句后抽真空脱气泡待涂布。负极极片的制作将配制好的负极浆料涂布在集流体铜箔上，敷料面 密度在70~ 120g/mS之间，涂布极片经干燥、辊压、冲切后待组装，完成 负极片的制作(如图2(a)所示)。待注液电芯的制作将冲切好的正、负极片和隔膜按隔膜、负极、隔 膜、正极、隔膜、负极的顺序依次层叠组合成电芯(如图l(a)所示)，组 合成的电芯利用铝极耳、镍极耳进行超声波焊接，将焊接完的电芯入壳进 行封装待注液。电解液的配制锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)，溶剂为重量比EC: DMC: EMC: DEC = 3: 4: 2: l的四元混合液。电池的化成将注液静置后的电池进行化成，化成釆用0.05C电流充 电2h,静置10min, 0.2C电流充电200min完成电池的化成，最后完成电 池的分容。实施例2本实施例正负极配方、电解液、隔膜、极耳与实施案l中一致，但正 负极浆料制作方法与实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高倍率锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和极耳以及包装壳，其特征在于，所述正极片是将正极活性物质、导电剂及粘结剂的混合浆料涂布在铝箔两面而制成，所述负极片是将负极活性物质、导电剂及粘结剂的混合浆料涂布在铜箔两面而制成，所述电解液为锂盐与有机溶剂的混合溶液，锂盐的浓度为１～１．３ｍｏｌ／Ｌ，所述正极片混合浆料中的正极活性物质、导电剂和粘结剂的重量百分比分别为：９０～９６％，１．０～５．０％，２．０～６．０％；其中，正极活性物质为钴酸锂和三元材料中的一种或它们的组合，导电剂为的碳黑、石墨、碳纤维和碳纳米管的一种或两种以上的混合物，粘结剂为聚偏氟乙烯的均聚物或聚偏氟乙烯－六氟丙烯的共聚物；所述负极片混合浆料中负极活性物质、导电剂和粘结剂的重量百分比分别为：９０～９６％，１．０～５．０％，１．５～６．０％，其中，负极活性物质为中间相碳微球和改性人造石墨中的一种或它们的组合，导电剂为碳黑、石墨、碳纤维和碳纳米管的一种或两种以上的混合物，粘结剂为水性粘结剂丁苯橡胶和羧甲基纤维素的组合物或油性粘结剂聚偏氟乙烯的均聚物或聚偏氟乙烯－六氟丙烯的共聚物；锂盐为六氟磷酸锂，有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的混合物，碳酸乙烯酯∶碳酸二甲酯∶碳酸甲乙酯∶碳酸二乙酯的重量百分比为３∶４∶２∶１。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪，李峰，何显峰，
申请(专利权)人：西安瑟福能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]