专利名称：一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法。特别适用于一种可以在-40°c温度下进行5C倍率放电的锂离子电池制备方法。
背景技术：
锂离子电池具有标称电压高、比能量高、循环寿命长、无记忆效应等特点，而且绿色环保，无污染，因此被广泛应用在手机、笔记本电脑以及MP3等数码产品中，同时在电动汽车、电动自行车、国防装备等电池方面也开始了应用。近几年，锂离子动力电池在各个领域的应用越来越广泛，电池使用的环境复杂，对电池的性能要求更高，例如倍率型电池，应用于启动设备上时，要求在_40°C下甚至更低温度下，也能快速将设备启动。传统工艺制作的低温电池，在低温状态下，可以小倍率放电，但当高倍率放电时，电池电压迅速降低至终止电压，无法在低温下放电，限制了锂离子电池在外部环境较为苛刻的领域的应用。本发明的目的是提出一种可以在_40°C温度下进行5C倍率放电的锂离子电池制备方法，该方法操作工艺简单，适合批量化生产。
发明内容
本发明的目的是通过以下的技术方案实现的本发明的超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其步骤如下
A)采用NMP为溶剂，将钴酸锂，导电剂，PVDF或PVDF/HFP均匀混合，配置成正极浆料；
B)雾化喷枪将所述正极浆料均匀的喷涂在正极集流体上，经干燥、辊压、裁片后，形成正极极片；
C)采用NMP为溶剂，将负极材料，导电剂，PVDF或PVDF/HFP均匀混合，配置成负极浆
料；
D)用雾化喷枪将所述负极浆料均匀的喷涂在负极集流体上，经干燥、辊压、裁片后，形成负极极片；
E)制备的所述正负极极片与聚烯烃隔膜经叠片或卷绕成一只电芯，将电芯用铝塑膜封装，经真空干燥后注入电解液，静置后化成，即得到锂离子电池。本发明所述的一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述正极浆料，其粘度800mpa s 2000mpa s,固含量为30% 43% ;所述负极浆料的粘度为1200mpa s 2000mpa s’固含量为30% 40%。所述正极极片，喷涂的重量为每面20g/m2 40g/m2 ;所述负极极片，喷涂的重量为每面10g/m2 25g/m2。本发明所述的超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述电解液，是由电解质锂盐、有机溶剂及添加剂均匀混合配置而成。所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双乙二氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂等其中的一种或几种混用。所述电解质锂盐浓度为0. 9 mol/L 1. 5mol/L ;所述有机溶剂碳酸酯类的为环状结构的相对介电常数高的EC0本发明所述的超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述正极极片的制备:按质量比例PVDF或PVDF/HFP 导电剂钴酸锂=3. 65% 6. 05% 90. 3%，将物料均匀混溶或混合在NMP中，配置成正极浆料，固含量为37%，粘度IOOOmpa S，经150目过筛后，用雾化喷枪将浆料均匀喷涂在铝箔上，干燥后每一面喷涂的重量为34g/m2，双面喷涂；然后将正极极片按3. 7 4. Og/cm3压实成厚度的正极片，按尺寸裁切成适合装配的极片。本发明所述的超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述负极极片的制备:按质量比例PVDF或PVDF/HFP 导电剂:石墨:草酸=4. 5% 5% 90. 2% 0. 3%，将物料均匀混溶或混合在NMP中，配置成负极浆料，固含量为31%，粘度1850mpa s，经150目过筛，用雾化喷枪将浆料均匀喷涂在铜箔上，干燥后每一面喷涂的重量为16g/m2，双面喷涂；然后将负极极片按1. 45 1. 6g/cm3压实成厚度的负极片，按尺寸裁切成适合装配的极片。所述正负极极片与聚烯烃隔膜经叠片或卷绕成一个整体，再用铝塑膜进行封装，经真空干燥后注入电解液，静置12h 24h，至电解液充分浸润极片和隔膜后，再通过充放电化成，激活电池，即得到锂离子电池。所述电解液，是由电解质锂盐、有机溶剂及添加剂均匀混合配置而成。其特征在于电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双乙二氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂等其中的一种或几种混用，锂盐浓度为0.9 mol/L 1. 5mol/L ;有机溶剂碳酸酯类的为环状结构的相对介电常数高的EC，能充分溶解电离锂盐，对提高电解液的电导率有利，热稳定性高。还有PC有较好的低温性能，较高的电化学光稳定性，能够在恶劣的环境下使用。线性的有DMC、DEC、EMC，其粘度低，密度小，电导率高。还选择了羧酸酯类中熔点低、沸点稍高、温度口较宽、粘度小、介电常数比线性碳酸酯类高，分子量稍大的EP、EB等溶剂，增加电解液低温性能，有利于低温下的导电性能，注意克服了储存温度较高，小分子量的羧酸酯类易发生分解问题。在上述的有机溶剂中至少选择了四种溶剂，总含量为95-98%wt ；选择适当的添加剂，选择了成膜的易与PC共溶，克服PC对石墨负极的破损，也有利于低温效果的添加剂1，3丙烷磺内酯或1，4 丁烷磺内酯等。选择了有利于提高电导率，增加循环性能和高低温性能稳定性的 剂如FEC可降低EC的熔点，有利于低温性能，而闪点提高，有利于安全性能的改善，防胀气、鼓气等。还选择了减少HF、水份的六甲基二硅胺或二环己基碳二亚胺，延长电解液储存期。加入三种或多种添加剂，每种添加剂范围在0. 02% 3%wt。本发明与现有技术相比具有
(1)通过控制极片的重量与厚度，可以减少锂离子迁移的路程，提高充放电性能；
(2)制作工艺简单，材料易得，大部分材料和设备市面上都有广泛应用，溶剂去除容易，设备能耗少，工艺过程环保；
具体实施例方式实施方案
(I)正极片的制备按质量比例PVDF或PVDF/HFP 导电剂钴酸锂=3.65% 6. 05% 90. 3%，将物料均匀混溶或混合在NMP中，配置成正极浆料，固含量为37%，粘度IOOOmpa S，经150目过筛后，用雾化喷枪将浆料均匀喷涂在铝箔上，干燥后每一面喷涂的重量为34g/m2，双面喷涂。然后将正极极片按3. 7 4. Og/cm3压实成一定厚度的正极片，按一定尺寸裁切成适合装配的极片；
(2)负极片的制备按质量比例PVDF或PVDF/HFP:导电剂石墨草酸=4.5% 5% 90. 2% 0. 3%，将物料均匀混溶或混合在NMP中，配置成负极浆料，固含量为31%，粘度1850mpa s，经150目过筛，用雾化喷枪将浆料均匀喷涂在铜箔上，干燥后每一面喷涂的重量为16g/m2，双面喷涂。然后将负极极片按1. 45 1. 6g/cm3压实成一定厚度的正极片，按一定尺寸裁切成适合装配的极片；
(3)装配将正负极极片与聚烯烃隔膜经叠片或卷绕成一个整体，再用铝塑膜进行封装，经真空干燥后注入电解液，静置12h 24h，至电解液充分浸润极片和隔膜后，再通过充放电化成，激活电池，即得到锂离子电池。尽管对本发明的特征及 其优势已经描述了很多，然而可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构想做其他多种相应的改变，而所有这些改变都应属于本发明的权利要求保护的范围。
权利要求
1.一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于步骤如下 A)采用NMP为溶剂，将钴酸锂，导电剂，PVDF或PVDF/HFP均匀混合，配置成正极浆料； B)雾化喷枪将所述正极浆料均匀的喷涂在正极集流体上，经干燥、辊压、裁片后，形成正极极片； C)采用NMP为溶剂，将负极材料，导电剂，PVDF或PVDF/HFP均匀混合，配置成负极浆料； D)用雾化喷枪将所述负极浆料均匀的喷涂在负极集流体上，经干燥、辊压、裁片后，形成负极极片； E)制备的所述正负极极片与聚烯烃隔膜经叠片或卷绕成一只电芯，将电芯用铝塑膜封装，经真空干燥后注入电解液，静置后化成，即得到锂离子电池。
2.根据权利要求1所述的一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述正极浆料，其粘度800mpa s 2000mpa s,固含量为30% 43% ;所述负极浆料的粘度为 1200mpa s 2000mpa s,固含量为 30% 40%。
3.根据权利要求1所述的一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述正极极片，喷涂的重量为每面20g/m2 40g/m2 ； 所述负极极片，喷涂的重量为每面10g/m2 25g/m2。
4.根据权利要求1所述的一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述电解液，是由电解质锂盐、有机溶剂及添加剂均匀混合配置而成。
5.根据权利要求4所述的一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双乙二氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂等其中的一种或几种混用。
6.根据权利要求4所述的一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述电解质锂盐浓度为0.9 mol/L 1. 5mol/L;所述有机溶剂碳酸酯类的为环状结构的相对介电常数高的EC。
7.根据权利要求1所述的一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述正极极片的制备按质量比例PVDF或PVDF/HFP :导电剂钴酸锂=3.65% 6. 05% 90. 3%，将物料均匀混溶或混合在NMP中，配置成正极浆料，固含量为37%，粘度IOOOmpa S，经150目过筛后，用雾化喷枪将浆料均匀喷涂在铝箔上，干燥后每一面喷涂的重量为34g/m2，双面喷涂；然后将正极极片按3. 7 4. Og/cm3压实成厚度的正极片，按尺寸裁切成适合装配的极片。
8.根据权利要求1所述的一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述负极极片的制备按质量比例PVDF或PVDF/HFP 导电剂石墨草酸=4.5% 5% 90. 2% 0. 3%，将物料均匀混溶或混合在NMP中，配置成负极浆料，固含量为31%，粘度1850mpa *s，经150目过筛，用雾化喷枪将浆料均匀喷涂在铜箔上，干燥后每一面喷涂的重量为16g/m2，双面喷涂；然后将负极极片按1. 45 1. 6g/cm3压实成厚度的负极片，按尺寸裁切成适合装配的极片。
9.根据权利要求7或8所述的一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于所述正负极极片与聚烯烃隔膜经叠片或卷绕成一个整体，再用铝塑膜进行封装，经真空干燥后注入电解液，静置12h 24h，至电解液充分浸润极片和隔膜后，再通过充放电化成，激活电池，即得到锂离子电池。
全文摘要
本发明涉及一种超低温高倍率型锂离子电池的制备方法。本发明的超低温高倍率型锂离子电池的制备方法，其步骤如下A)采用NMP为溶剂，将钴酸锂，导电剂，PVDF或PVDF/HFP均匀混合，配置成正极浆料；B)雾化喷枪将所述正极浆料均匀的喷涂在正极集流体上，经干燥、辊压、裁片后，形成正极极片；C)采用NMP为溶剂，将负极材料，导电剂，PVDF或PVDF/HFP均匀混合，配置成负极浆料；D)用雾化喷枪将所述负极浆料均匀的喷涂在负极集流体上，经干燥、辊压、裁片后，形成负极极片；E)制备的所述正负极极片与聚烯烃隔膜经叠片或卷绕成一只电芯，将电芯用铝塑膜封装，经真空干燥后注入电解液，静置后化成，即得到锂离子电池。本发明与现有技术相比具有可以减少锂离子迁移的路程，提高充放电性能；溶剂去除容易，设备能耗少，工艺过程环保。
文档编号H01M10/058GK103066331SQ201210496328
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者雷如清, 潘琴华, 朱忠洲, 叶超, 黄志义 申请人:能一郎科技股份有限公司