本发明涉及一种液态高功率密度超低温应用锂离子电池及其制备方法。
背景技术：
目前，现有技术的锂离子电池功率密度不高，最大只能实现1c的充放电，并且只能适用于最多零下20℃的放电，使用比较局限。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种液态高功率密度超低温应用锂离子电池，它不仅能够提高其功率密度，实现高倍率的充放电，而且能够在超低温下（最低达到零下43℃）使用，使用范围广。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种液态高功率密度超低温应用锂离子电池，它包含有正极和电解液，所述正极采用的正极浆料中固态系含有的组分及各组分质量百分比如下：
正极活性材料：90%~92%；
导电炭黑：2%~3%；
石墨烯：1%~2%；
聚偏氟乙烯：2.5%~4.5%；
所述电解液含有的组分包括溶剂、电解质和添加剂；其中，电解质在电解液中的摩尔浓度为0.5~1.5mol/l；添加剂的质量百分比为：0.1~1%；所述电解质为六氟磷酸锂。
进一步，所述正极活性材料为钴酸锂或磷酸铁锂或多元材料。
进一步，所述电解液中的溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。
进一步，在溶剂中，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的质量比为1：1：1。
进一步，所述添加剂为氟代碳酸乙烯酯。
进一步，所述电解质在电解液中的摩尔浓度为1mol/l。
进一步，所述添加剂的质量百分比为：0.1%。
本发明还提供了一种液态高功率密度超低温应用锂离子电池的制备方法，方法的步骤中含有正极浆料的制备和电解液的制备；其中，
正极浆料的制备步骤如下：
s1：将聚偏氟乙烯溶解在溶剂中，调整固含量为55wt%-65wt%；
s2：在溶解好的聚偏氟乙烯中依次加入石墨烯和导电炭黑，搅拌混合；
s3：再加入正极活性材料，搅拌混合，得到所需的正极浆料。
进一步，将得到的正极浆料均匀涂覆在铝箔上。
进一步，所述电解液的制备步骤如下：
对溶剂进行提纯处理，使溶剂的含水量和纯度达标；
称取相应含量的溶剂、电解液和添加剂，然后加入到反应釜中，加热搅拌，混合均匀后制得电解液。
采用了上述技术方案后，本发明的正极浆料中的正极活性材料主要为了提供电池容量，导电炭黑和石墨烯主要为了提高正极浆料的导电性，聚偏氟乙烯主要为了提高正极浆料的粘结性，通过限定正极组分及组分的质量百分比，从而提高其功率密度，实现高倍率的充放电，最大可达到50c充放电；本发明还通过限定电解液的组分及组分含量，使其能够在超低温下使用，最低可在零下43℃放电。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
一种液态高功率密度超低温应用锂离子电池，它包含有正极和电解液，所述正极采用的正极浆料中固态系含有的组分及各组分质量百分比如下：
正极活性材料：90.5%；
导电炭黑：3%；
石墨烯：2%；
聚偏氟乙烯：4.5%；
所述电解液含有的组分包括溶剂、电解质和添加剂；其中，电解质在电解液中的摩尔浓度为1mol/l；添加剂的质量百分比为：0.1%；所述电解质为六氟磷酸锂。
所述正极活性材料为钴酸锂。
所述电解液中的溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。
在溶剂中，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的质量比为1：1：1。
所述添加剂为氟代碳酸乙烯酯。
该液态高功率密度超低温应用锂离子电池的制备方法，方法的步骤中含有正极浆料的制备和电解液的制备；其中，
正极浆料的制备步骤如下：
s1：将聚偏氟乙烯溶解在溶剂中，调整固含量为55wt%；溶剂可以为n-甲基吡咯烷酮或去离子水；
s2：在溶解好的聚偏氟乙烯中依次加入石墨烯和导电炭黑，搅拌混合；
s3：再加入正极活性材料，搅拌混合，得到所需的正极浆料。
将得到的正极浆料均匀涂覆在铝箔上。
所述电解液的制备步骤如下：
对溶剂进行提纯处理，使溶剂的含水量和纯度达标；
称取相应含量的溶剂、电解液和添加剂，然后加入到反应釜中，加热搅拌，混合均匀后制得电解液。
实施例二
一种液态高功率密度超低温应用锂离子电池，它包含有正极和电解液，所述正极采用的正极浆料中固态系含有的组分及各组分质量百分比如下：
正极活性材料：92%；
导电炭黑：2.5%；
石墨烯：1.5%；
聚偏氟乙烯：4%；
所述电解液含有的组分包括溶剂、电解质和添加剂；其中，电解质在电解液中的摩尔浓度为0.5mol/l；添加剂的质量百分比为：0.5%；所述电解质为六氟磷酸锂。
所述正极活性材料为磷酸铁锂。
所述电解液中的溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。
在溶剂中，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的质量比为1：1：1。
所述添加剂为氟代碳酸乙烯酯。
该液态高功率密度超低温应用锂离子电池的制备方法，方法的步骤中含有正极浆料的制备和电解液的制备；其中，
正极浆料的制备步骤如下：
s1：将聚偏氟乙烯溶解在溶剂中，调整固含量为65wt%；；溶剂可以为n-甲基吡咯烷酮或去离子水；
s2：在溶解好的聚偏氟乙烯中依次加入石墨烯和导电炭黑，搅拌混合；
s3：再加入正极活性材料，搅拌混合，得到所需的正极浆料。
将得到的正极浆料均匀涂覆在铝箔上。
所述电解液的制备步骤如下：
对溶剂进行提纯处理，使溶剂的含水量和纯度达标；
称取相应含量的溶剂、电解液和添加剂，然后加入到反应釜中，加热搅拌，混合均匀后制得电解液。
实施例三
一种液态高功率密度超低温应用锂离子电池，它包含有正极和电解液，所述正极采用的正极浆料中固态系含有的组分及各组分质量百分比如下：
正极活性材料：92%；
导电炭黑：2.5%；
石墨烯：2%；
聚偏氟乙烯：3.5%；
所述电解液含有的组分包括溶剂、电解质和添加剂；其中，电解质在电解液中的摩尔浓度为1.5mol/l；添加剂的质量百分比为：1%；所述电解质为六氟磷酸锂。
所述正极活性材料为多元材料。
所述电解液中的溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物。
在溶剂中，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的质量比为1：1：1。
所述添加剂为氟代碳酸乙烯酯。
该液态高功率密度超低温应用锂离子电池的制备方法，方法的步骤中含有正极浆料的制备和电解液的制备；其中，
正极浆料的制备步骤如下：
s1：将聚偏氟乙烯溶解在溶剂中，调整固含量为60wt%；；溶剂可以为n-甲基吡咯烷酮或去离子水；
s2：在溶解好的聚偏氟乙烯中依次加入石墨烯和导电炭黑，搅拌混合；
s3：再加入正极活性材料，搅拌混合，得到所需的正极浆料。
将得到的正极浆料均匀涂覆在铝箔上。
所述电解液的制备步骤如下：
对溶剂进行提纯处理，使溶剂的含水量和纯度达标；
称取相应含量的溶剂、电解液和添加剂，然后加入到反应釜中，加热搅拌，混合均匀后制得电解液。
以上三个实施例制备得到的液态高功率密度超低温应用锂离子电池，经过检测发现，其能够实现最大50c充放电的目的，而且在零下43℃环境下，照常能够放电，符合设计要求。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。