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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池模组,具体为一种电池模组及其制备方法。
技术介绍
1、随着科技的进步和新能源技术的快速发展,电池模组作为能量储存和转换的关键部件,在可再生能源储存系统等领域发挥着越来越重要的作用,电池模组是指将多个单体电池按照一定方式组合起来,形成具有一定电压和容量的电池组,组合方式可以提高电池的使用效率、降低成本,并且便于集成和管理,随着可再生能源的快速发展和政策的支持,可再生能源储存系统的市场规模不断扩大,电池模组作为可再生能源储存系统的核心部件之一,其市场需求也将持续增长,因此,电池模组在可再生能源储存系统领域具有广阔的市场前景和巨大的经济潜力;
2、现阶段电池模组循环寿命较短,由于受到材料、工艺等多方面因素的影响,从分子层面来看,正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐步塌陷、堵塞,从化学角度来看,正负极材料活性钝化,出现副反应生成稳定的其他化合物,物理上还会出现正极材料逐渐剥落的情况,降低了电池模组中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目,电池模组在循环数百次后容量衰减较快,难以满足长期使用的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种电池模组及其制备方法,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:
3、一种电池模组,包括:
4、多个电池单体,每个所述电池单体由正极、负极、隔膜和电解质组成;
5、所述正极由富锂锰基(xli2 mno3·(1-x)limo2)、导电剂(c
6、所述负极材料包括硅碳复合材料、导电剂(carbon epc)、增稠剂(cmc)、粘接剂(sbr)组成;导电剂采用科琴超导碳黑;sbr采用丁苯橡胶胶乳;cmc采用羧甲基纤维素钠;
7、所述隔膜采用pp/pe/pp三层复合隔膜;
8、所述电解质采用含氟添加剂改性电解液,含氟添加剂采用氟代碳酸乙烯酯(fec);
9、优选的,所述正极材料中各组分的质量比为:富锂锰基(μm)96%、n电剂(carbonepc)2%、粘合剂(pvdf 761)2%,nmp:固体物质的重量比约810:1496;
10、负极材料中各组分的质量比为:硅碳复合材料94.5%、导电剂(carbon epc)1%、增稠剂(cmc)2.25%、粘接剂(sbr)2.25%,水:固体物质的重量比为:1600:1417.5。
11、优选的,所述硅碳复合材料以纳米硅粉、石墨与石油沥青粉体为原料,混合后球磨,在特定温度下热处理制备硅/碳复合材料,在惰性气氛,如氩气,下进行热处理。
12、优选的,所述富锂锰基材料由层状锰盐li2 mno3和锂盐limo2两种组分复合而成。
13、优选的,所述pp/pe/pp三层复合隔膜的制备方法:将均聚丙烯与无规立构聚丙烯进行共混,并在单螺杆挤出机上进行熔融挤出,将高密度聚乙烯在另一台单螺杆挤出机上进行熔融挤出;
14、复合流延成膜:将熔融物料输送至共挤模头,模头入口的分配器将均聚丙烯与无规立构聚丙烯共混熔融物料分为两个pp层作为表层,pe层作为中间层;熔融物料在共挤模头出口处汇合,然后利用流延辊进行牵伸、冷却成膜,制得硬弹性pp/pe/pp复合流延基膜;在流延辊与共挤模头出口之间可安装气刀对熔体膜表面进行快速冷却;
15、热处理:将此基膜进行热处理,用125℃的热风循环炉对复合膜进行热处理6h;
16、拉伸处理:在45℃的两个辊筒间进行低温拉伸,拉伸率为20%,两个辊彼此相距350mm,供给侧的辊速为1.6m/min;
17、热定型:对拉伸后的复合膜进行热定型处理;
18、裁切与检查:将制备好的pp/pe/pp三层复合隔膜按照尺寸进行裁切,确保每片隔膜都完美地覆盖在两个相邻的极片之间,并进行必要的性能检验,如剥离强度、离子透过性等。
19、优选的,所述含氟添加剂改性电解液制备:
20、添加剂合成:通过氟化剂与碳酸乙烯酯之间的亲核取代反应,将碳酸乙烯酯中的一个氢原子替换为氟原子,生成fec;
21、基础电解液溶剂组成:采用碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸甲乙酯(emc)等作为溶剂;
22、将氟化剂与碳酸乙烯酯在基础电解液溶剂中混合,在室温至80℃下进行搅拌反应,反应时间为2h;
23、氟化剂中的氟离子与碳酸乙烯酯中的羟基发生亲核取代反应,生成氟代碳酸乙烯酯(fec)和相应的副产物(如水和氢氟酸);
24、通过过滤、蒸馏去除未反应的氟化剂、溶剂和副产物,得到纯度较高的氟代碳酸乙烯酯(fec)。
25、一种电池模组及其制备方法,包括以下步骤:
26、步骤一:正极原料预处理,分别将富锂锰基、导电剂、粘合剂、nmp脱水处理,将脱水后的钴酸锂和导电剂倒入球磨料桶中,加入磨球,干料:磨球=1:1,球磨料桶转速控制在60rmp以上,球磨时间2h;
27、负极原料的预处理:
28、1)硅碳复合材料:在300~400℃常压烘烤,除去表面油性物质;
29、2)水性粘合剂:通过去离子水对粘合剂进行适当稀释,提高分散能力;
30、将硅碳复合材料与导电剂,倒入料桶同时加入球磨,干料:磨球=1:1.2,转速控制在60rmp以上,4h结束,过筛分离出球磨;
31、步骤二:正极原料制备:
32、a)nmp倒入动力混合机(100l)至80℃,称取pvdf加入其中,开机;参数设置:转速25±2转/分,搅拌115至125分钟:
33、b)接通冷却系统,将已经磨好的正极干料平均分四次加入,每次间隔28-32分钟,第三次加料时需要添加nmp,第四次加料后加入nmp;动力混合机参数设置:转速为20±2转/分;
34、c)第四次加料30±2分钟后进行高速搅拌,时间为480±10分钟:动力混合机参数设置:公转为30±2转/分,自转为25±2转/分;
35、d)真空混合:将动力混合机接上真空,保持真空度为-0.09mpa,搅拌30±2分钟:动力混合机参数设置:公转为10±2分钟,自转为8±2转/分;
36、e)取250-300毫升浆料,使用黏度计测量黏度;测试条件:转子号5,转速12或30rpm,温度范围25℃;
37、f)将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛;
38、负极原料制备:
39、1)去离子水加热至80℃倒入动力混合机(2l),将cmc高速分散溶解在去离子水中,cmc浓度约1.5%,搅拌60±2分钟,动力混合机参数设置:公转为25±2分钟,自转为15±2转/分;
40、2)再加入sbr和去离子水,搅拌60±2分钟,动力混合机参数设置:公转为30±2分钟,自转为20±2转本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池模组,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种电池模组,其特征在于:所述正极材料中各组分的质量比为:富锂锰基(μm)96%、导电剂(Carbon EPC)2%、粘合剂(PVDF 761)2%,NMP:固体物质的重量比约810:1496;
3.根据权利要求1所述的一种电池模组,其特征在于:所述硅碳复合材料以纳米硅粉、石墨与石油沥青粉体为原料,混合后球磨,在特定温度下热处理制备硅/碳复合材料,在惰性气氛,如氩气,下进行热处理。
4.根据权利要求1所述的一种电池模组,其特征在于:所述富锂锰基材料由层状锰盐Li2MnO3和锂盐LiMO2两种组分复合而成。
5.根据权利要求1所述的一种电池模组,其特征在于:所述PP/PE/PP三层复合隔膜的制备方法:将均聚丙烯与无规立构聚丙烯进行共混,并在单螺杆挤出机上进行熔融挤出,将高密度聚乙烯在另一台单螺杆挤出机上进行熔融挤出;
6.根据权利要求1所述的一种电池模组的制备方法,其特征在于:所述含氟添加剂改性电解液的制备如下:
7.一种电池模组的制备方法,其特征在
...【技术特征摘要】
1.一种电池模组,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种电池模组,其特征在于:所述正极材料中各组分的质量比为:富锂锰基(μm)96%、导电剂(carbon epc)2%、粘合剂(pvdf 761)2%,nmp:固体物质的重量比约810:1496;
3.根据权利要求1所述的一种电池模组,其特征在于:所述硅碳复合材料以纳米硅粉、石墨与石油沥青粉体为原料,混合后球磨,在特定温度下热处理制备硅/碳复合材料,在惰性气氛,如氩气,下进行热处理。
4.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:尤林,吴晓祥,
申请(专利权)人:江苏神州新能源电力有限公司,
类型:发明
国别省市:
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