一种使用寿命长的锂离子动力电池及其制备方法与流程

文档序号:12749840阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种使用寿命长的锂离子动力电池,其特征在于,包括正极片和负极片;

所述正极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体表面的正极浆料;所述正极浆料由按照重量百分比计的以下组分制备而成:镍钴锰酸锂98.65-99.18%;单壁碳纳米管0.02-0.05%;聚偏氟乙烯0.8-1.3%;

所述负极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体表面的负极浆料;所述负极浆料由按照重量百分比计的以下组分制备而成:石墨烯和石墨复合材料97-97.4%;羧甲基纤维素钠1.3-1.5%;丁苯橡胶1.3-1.5%。

2.根据权利要求1所述的使用寿命长的锂离子动力电池,其特征在于,在所述镍钴锰酸锂中,镍、钴和锰三者的质量比为1:1:1;所述石墨烯和石墨复合材料的理论克容量400-450mAh/g。

3.根据权利要求1所述的使用寿命长的锂离子动力电池,其特征在于,在所述正极片中,所述正极浆料的面密度为220-250g/㎡,压实密度为3.45-3.65g/mm3

4.根据权利要求1所述的使用寿命长的锂离子动力电池,其特征在于,在所述负极片中,所述负极浆料的面密度为83-95g/㎡,压实密度为1.45-1.6g/mm3

5.根据权利要求1所述的使用寿命长的锂离子动力电池,其特征在于,所述正极集流体为铝箔;所述负极集流体为铜箔。

6.根据权利要求1所述的使用寿命长的锂离子动力电池,其特征在于,所述正极集流体的厚度为12-16μm;所述负极集流体的厚度为8-10μm。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的使用寿命长的锂离子动力电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)制备正极片:把配方量的三镍钴锰酸锂、单壁碳纳米管和聚偏氟乙烯置于混合机中,混炼均匀后,加入第一溶剂,继续混炼,得到正极浆料,然后进行分散;接着,把分散后的正极浆料喷涂于正极集流体的表面上,烘干,压实,即得正极片;

2)制备负极片:把配方量的石墨烯和石墨复合材料、羧甲基纤维素钠置于混合机中,混炼均匀后,加入第二溶剂和丁苯橡胶,继续混炼,得到负极浆料,然后进行分散;接着,把分散后的负极浆料喷涂于负极集流体的表面上,烘干,压实,即得负极片;

3)卷芯、干燥:分别对所述正极片和所述负极片进行裁剪,另外取电池隔膜,然后将裁剪后的正极片、负极片和电池隔膜卷绕成电芯;接着,烘干;

4)装配、注液:把烘干后的电芯装入预设壳体,然后注入电解液,密封,得到半成品电池;

5)后处理:将半成品电池依次经过活化、化成、第一次老化、筛选、第二次老化处理后,即得所述锂离子动力电池。

8.根据权利要求7所述的使用寿命长的锂离子动力电池的制备方法,其特征在于,在步骤1)中,把配方量的三镍钴锰酸锂、单壁碳纳米管和聚偏氟乙烯置于双行星混合机中,在公转速度为25r/min的条件下,混炼40min;加入第一溶剂后,在公转速度为48r/min,自转速度为1700r/min的条件下,混炼90min,得到正极浆料;将正极浆料置于转速为3500±500r/min的高速分散机中,分散至粘度达到6000±1000mPa.s为止;接着,把分散后的正极浆料喷涂于正极集流体的表面上,使得正极浆料的面密度为220-250g/㎡,得到半成品正极片;然后,把半成品正极片烘干至含水量≤0.1%,正极浆料脱水形成正极粉料;最后,滚压,使得正极粉料的压实密度为3.45-3.65g/mm3,即得正极片;

在步骤2)中,把配方量的石墨烯和石墨复合材料、羧甲基纤维素钠置于双行星混合机中,在公转速度为25r/min的条件下,混炼40min;加入第一溶剂和丁苯橡胶后,在公转速度为48r/min,自转速度为1600r/min的条件下,混炼90min,得到负极浆料;将负极浆料置于转速为3300±500r/min的高速分散机中,分散至粘度达到5000±1000mPa.s为止;接着,把分散后的负极浆料喷涂于负极集流体的表面上,使得负极浆料的面密度为83-95g/㎡,得到半成品负极片;然后,把半成品负极片烘干至含水量≤0.1%,负极浆料脱水形成负极粉料;最后,滚压,使得负极粉料的压实密度为1.45-1.6g/mm3,即得负极片;

在步骤3)中,把电芯置于真空烤箱中,循环操作抽真空、充氮气和烘烤这三个步骤13-20h,其中,烘烤时的温度为85±10℃,压力为(-40)-(-90)MPa,烘干至电芯的含水量≤200PPM;

在步骤4)中,在温度为20-25℃,露点≦-38℃的条件下,把烘干后的电芯装入预设壳体;

在步骤5)中,将半成品电池置于温度为35-45℃的环境下活化36h后,上到化成柜上进行化成,结束后,将电池置于温度为40±5℃的环境下老化5天,然后对电池进行电压内阻筛选,合格电池的电芯分容单充电压控制在3.6-3.9V;接着,在温度为40±5℃的环境下老化5天。

9.根据权利要求7所述的使用寿命长的锂离子动力电池的制备方法,其特征在于,所述第一溶剂和所述第二溶剂均为N-甲基吡咯烷酮或去离子水。

10.根据权利要求7所述的使用寿命长的锂离子动力电池的制备方法,其特征在于,所述电池隔膜为无纺布电池隔膜。

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