本发明专利技术涉及了一种聚合物锂离子电池及其制备方法，本发明专利技术由Bellcore工艺制作的正负极极片与隔膜叠成电芯，经萃取、焊接、封装，并经化成所制成，所述正极极片活性材料为D50在5-10um的LiCoO2；所述负极极片活性材料为石墨；所述隔膜为干法制成的聚乙烯膜；所述高低温电解液，是由电解质盐、有机溶剂及添加剂均匀混合配置而成。本发明专利技术制备方法，是在所述正、负极极片和隔膜叠成电芯，经萃取、焊接、封装后放置到软包装薄膜内，封住软包装薄膜的三个边；将高低温电解液注入所述电芯中，然后采用真空封装的方式将薄膜的第四边封口，进行化成工艺。本发明专利技术与现有技术相比实现电池的低温放电性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了一种聚合物锂离子电池及其制备方法，特别是适应高低温环境的凝胶态聚合物锂离子的电池及其制备方法。该聚合物锂离子电池-40°C超低温放电可以达到额定容量的80%以上，60°C高温放电可以达到额定容量的98%以上，75°C高温存储4h膨胀率小于5%。
技术介绍
能源和环境是人类社会赖以生存和发展而极为重要的物质基础。世界各国自先后建立在石油、煤炭和天然气等化石燃料基础上的能源体系形成后，极大地推动了人类社会的繁荣、进步和发展；但是，随着当今世界各国所遭遇到的各种不幸灾难事实的惨痛教训和人类科学预测能力的不断提高，全球村民愈来愈感觉到其前进道路上正面临着严峻的两难困境不可再生的化石燃料将逐渐枯竭，能源危机的风暴愈演演烈，化石燃料的大量开采和使用，造成了环境的严重污染及生态的破坏。因此，寻找干净、可再生、资源节约型的二次能源是人类社会可持续发展急需解决的任务之一。锂离子电池自上世纪产业化后，得到了迅猛的发展，并因其具备高电压、比能量大、循环寿命长、安全环保等绝对优势，逐渐成为了便携式电源和动力电源的主导者。随着锂离子电池的发展，其应用面的扩大，人们对电池性能的期望越来越高，锂离子电池正在向军事、航空航天、基地科学考察等国防高科技领域的应用发展。而这些领域的应用，因产品使用环境的特殊性，对电池的高低温性能、安全性、循环性能要求越来越苛刻。尤其一些特殊的应用领域，环境温差变化极大，对低温、超低温性能的要求达到了-40°C甚至更低的要求，同时又要求能高温存储和高温放电性能良好。目前商业化了的锂离子电池也有低温要求能做到-40°C放电的，但属于液态锂离子电池，其低温性能放电保持率仅在额定容量的40%左右，并不能完全满足寒冷环境下工作的电器、设备等对电源的要求，而其循环性能、高温性能、安全性能等都较差。原因是(1)液态锂离子电池因电解液为液态，容易电解液泄露导致电池失效。(2)液态电池在跌落、冲击、震动等过程中容易造成极片错位内短路，甚至因此而引起着火、爆炸，安全性存在隐患。(3)在高温下储存就容易有大批量的鼓气现象，主要是液态电解液中低沸点物质容易气化，导致胀气。(4)因电解液与石墨的不匹配，充放电时，石墨可逆容量的下降，电池循环性能差。商业化的锂离子电池大多采用天然石墨和人造石墨等作为电池的负极。而在商品化的锂离子电池中应用最广泛的电解液是将导电锂盐LiPF6溶解在以碳酸乙烯酯(EC) 和碳酸丙烯酯(PC)为基础的二元或三元的混合溶剂，这些溶剂一般是有机碳酸酯系列，包括二甲基碳酸酯(DMC)、二乙基碳酸酯(DEC)、甲基乙基碳酸酯(EMC)等。EC和负极材料石墨的相容性好，能够在石墨表面不发生明显分界，形成稳定的固体电解质界面膜(SEI)，具有高的介电常数，能够提供较高的离子导电率。但是EC沸点常压下是248°C，熔点常压下是36-39°C ；熔点高，单纯加入线性碳酸酯和锂盐后，熔点下降有4限，限制了锂离子电池的低温使用范围；碳酸丙烯酯(PC)常压下沸点M2°C，熔点-49°c，因此低温性能优秀，但是PC易在石墨化电极中发生共嵌入，而且PC的分解电势小于相应的溶剂化嵌入锂离子的还原电势，故这种二元嵌入化合物是不稳定的，PC在石墨负极表面发生分解反应产生丙烯，导致石墨电极的剥落，从而导致石墨可逆容量的下降，因此单一溶剂PC 不适合用石墨做负极活性物质的有机电解质溶剂，需要在PC中加入添加剂。因此，如何提高锂离子电池的在更宽的温度范围下的电化学性能，是锂离子电池研究工作者一直努力的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决上述技术问题，而提供一种具有战略意义的低温放电，高温存储，高温放电，循环、安全性等电池综合性能优异的凝胶态聚合物锂离子电池。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的是技术方案是本专利技术由传统工艺制作的正负极极片与隔膜叠成电芯，经萃取、焊接、封装，并经化成所制成，所述正极极片活性材料为D50在2-15um的钴酸锂、锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂；所述负极极片活性材料为石墨； 所述隔膜为干法制成的聚烯烃膜；所述高低温电解液，是由电解质盐、有机溶剂及添加剂均勻混合配置而成。本专利技术所述负极极片活性材料为人造石墨；所述隔膜为干法制成的聚乙烯膜、聚丙烯与聚乙烯多层复合膜或聚丙烯膜。所述电解质盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双乙二氟硼酸锂等其中的一种或几种混用，其锂盐浓度为0. 6-1. 5mol/L。所述有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二乙基碳酸酯、二甲基碳酸酯、乙基甲基碳酸酯、丙酸乙酯和丁酸乙酯中的四种的混合液为主体溶剂，总含量为95-98%。所述添加剂由氟代碳酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、碳酸亚乙烯酯、 Ε-1、Ε-2和电池级Li2CO3构成，其中亚硫酸乙烯酯含量为1_3%，碳酸亚乙烯酯含量 1-2%，E-I 含量 0. 04%, E-2 含量 0. 02%,合计含量为 2-5%。本专利技术的适应高低温环境性能的凝胶态聚合物锂离子电池制备方法，是在所述正、负极极片和隔膜叠成电芯，经萃取、焊接、封装后放置到软包装薄膜内，封住软包装薄膜的三个边；将高低温电解液注入所述电芯中，然后采用真空封装的方式将薄膜的第四边封口。所述完成封口后，进行如下化成工艺1)搁置1分钟；2)以0. 02C恒流充电至2. 5 3. 4V,时间60分钟；3)以0. 2C恒流恒压充电至3. 65 4. 3V，截止电流为0. 05C,时间390分钟；4)搁置5分钟；5)以0. 2C恒流放电至2. 5 3. 0V,时间390分钟；6)搁置5分钟；7)以0. 2C恒流恒压充电至3. 3 3. 9V，截止电流为0. 05C,时间390分钟；8)搁置30分钟。本专利技术所述正极极片制备方法如下1)浆料搅拌将平均颗粒度D5(12 15um的正极活性物质、导电剂、PVDF/HFP、DBP 混合到丙酮中，高速搅拌后得到固含量为55% 63%之间的正极浆料；2)浆料涂布将所述正极浆料按设计要求，均勻的涂布在PET上，烘干后得到正极膜；3)铝箔的印刷将PAA、导电剂以及DIW的均勻混合物网浆，均勻印刷在铝箔上，烘干后得到印刷铝箔；4)辊压将所述正极膜、所述铝箔在100°C 160°C温度和0. 2 0. 8mpa压力作用下粘合在一起；5)制片将所述辊压到一起的正极极片裁切。本专利技术所述负极极片制备方法如下1)浆料搅拌将石墨、导电剂、PVDF/HFP、DBP混合到丙酮中，高速搅拌后得到固含量为40 % 45 %之间的负极浆料；2)浆料涂布将所述负极浆料均勻的涂布在PET上，烘干后得到负极膜；3)铜箔的印刷将PAA、导电剂以及DIW的均勻混合物的网浆均勻印刷在铜箔上， 烘干后得到印刷铜箔；4)辊压将所述的负极膜、印刷铜箔在100 160°C温度和0. 2 0. 8mpa压力作用下粘合在一起；5)制片将所述辊压到一起的负极极片裁切。本专利技术所述隔膜制备方法如下1)浆料搅拌将PVDF/HFP、DBP、乙酸乙酯、丙酮混合，高速搅拌均勻，得到澄清的浆料；2)隔膜处理将聚乙烯膜、聚丙烯与聚乙烯多层复合膜或聚丙烯膜浸泡在浆料中，60 100°C温度干燥后，表面处理上一层3 6um后的聚合物；3)制片将所述处理过的隔膜裁切。本专利技术与现有技术相比，具有的优点和积极效果是(1)采本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种适应高低温环境性能的凝胶态聚合物锂离子电池，由传统工艺制作的正负极极片与隔膜叠成电芯，经萃取、焊接、封装，并经化成所制成，其特征在于所述正极极片活性材料为Ｄ５０在２－１５ｕｍ的钴酸锂、锰酸锂、锰镍钴酸锂或磷酸铁锂；所述负极极片活性材料为石墨；所述隔膜为干法制成的聚烯烃膜；所述高低温电解液，是由电解质盐、有机溶剂及添加剂均匀混合配置而成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘琴华，黄志义，雷如清，董相盛，叶超，李鹏，
申请(专利权)人：能一郎科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。