一种长循环寿命电池及其制作方法与流程

文档序号:18891363发布日期:2019-10-15 21:55阅读:448来源:国知局
一种长循环寿命电池及其制作方法与流程

本发明涉及锂电池技术领域,特别涉及一种长循环寿命电池及其制作方法。



背景技术:

随着时代的进步和科技的发展,对锂离子电池的要求越来越高。锂离子电池不仅需要具有高的能量密度、功率密度和较高的安全性,还需具有使用寿命长的特点,尤其在电动汽车和规模储能领域,对锂离子电池的寿命要求越来越高。

锂离子动力电池作为电动汽车的核心部件,安全性能较好的是磷酸铁锂体系,其单电芯循环寿命为1c≥3000次,主要应用于纯电动客车,但随着纯电动/插电式混合动力乘用车的发展,其能量密度已经明显不足,三元体系(ncm)因能量密度更高逐渐成为纯电动乘用车主流电池,其单电芯循环寿命为1c≥2000次,但安全性大大降低。

因此,为兼顾安全性和长循环寿命,满足动力电池的使用要求,需要开发出一种长循环寿命的锂离子电池。



技术实现要素:

本发明为满足动力电源系统在电池长循环寿命方面的需求,开发了长循环寿命锂离子单体电池,通过正负极材料选型、配方优化、电极加工工艺改进以及电池化成工艺设计等方面的研究,正极采用镍钴锰酸锂体系,负极采用钛酸锂体系,并采用特制的电解液来提高其循环寿命。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

一种长循环寿命电池,包括正极片、负极片、隔膜、电解液和包装膜,所述电解液包括溶剂、电解质、添加剂,所述溶剂为碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯的混合物,所述电解质为lipf6、liclo4、libf4、liasf6、lib(c6f5)3(cf3)、licf3so3中的一种或多种混合物,所述添加剂为碳酸亚乙烯酯、丁二腈和含氟醚1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚的组合物。

进一步的,添加剂中碳酸亚乙烯酯、丁二腈和含氟醚1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚的质量比为9-12:1:1。

进一步的,电解质在电解液中的质量分数为13%-26%,所述添加剂质在电解液中的质量分数为3.5%-7.0%。

进一步的,正极片包括正极涂碳铝箔集流体和正极敷料,负极片包括负极涂碳铝箔集流体和负极敷料,所述正极敷料包括以下组分和按质量百分比的含量:正极活性物质90%-96%,正极导电剂2%-5%,正极粘结剂2%-5%。

进一步的,负极敷料包括以下组分和按质量百分比的含量:负极活性物质89%-96%,负极导电剂2%-6%,负极粘结剂2%-5%;所述负极活性物质为钛酸锂li4ti5o12。

进一步的,负极粘接剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯一种或两种与丁苯橡胶的混合物,负极导电剂为导电炭黑sp、导电石墨ks-6、碳纳米管中的一种或多种混合物。

进一步的,正极活性物为lini0.5co0.2mn0.3o2、lini0.6co0.2mn0.2o2和lifemnpo4中的一种或多种混合物。

本发明还提供制备长循环寿命锂离子电池的制作方法,包括以下步骤:

s1:制作正、负极片:将正极材料溶于有机溶剂中,搅拌均匀后制备成正极敷料涂覆于涂碳铝箔上,在100℃-120℃烘箱烘干后,经辊压后得到正极片;将负极材料溶于有机溶剂中,搅拌均匀制备成负极敷料涂覆于涂碳铝箔上,在100℃-120℃烘箱烘干后辊压得到负极片;

s2:极片烘烤:将上述正、负极片放入真空烘箱中120-140℃烘烤40-50h,持续抽真空,每2h换一次气,控制正、负极片水分含量≤200ppm;

s3:制作电芯:将步骤s2得到的正、负极片模切后,按照隔膜、负极片、隔膜、正极片、隔膜的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯;

s4:焊接包装:将电芯中的正、负极片分别与铝极耳焊接在一起,形成正、负极引出端,将电芯放入铝塑包装膜中,分别引出正、负极耳,在极耳胶处加热,使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合,得到软包电池,软包电池的一侧为开口状态,待电解液注入;

s5:封装注液:将电解液注入电芯后,封好注液口;

s6:化成及老化:将包装好的电池化成、老化、二封后分容即得到具有长循环寿命的锂离子电池。

进一步的,步骤s6中所述的电池化成过程的温度为60-80℃,化成压力为0.3-0.6mpa,电池化成结束时的最终截止电压为1.5-2.0v;所述的老化温度为60-80℃,老化压力为0.3-0.6mpa,老化时间为48-60h。

进一步的,步骤s6中的化成过程包括以下步骤:

(1)以0.02-0.03c的电流对电池恒流充电5h;

(2)以0.05-0.06c的电流对电池恒流充电5h;

(3)以0.1c的电流对电池恒流充电2h;

(4)以0.2c的电流对电池恒流充电2h;

(5)电池取出室温静置1h后进行第一次抽气;抽气完成后继续化成;

(6)以0.2c的电流对电池进行恒流放电5h;

(7)以0.02-0.03c的电流对电池恒流充电5h;

(8)以0.05-0.06c的电流对电池恒流充电6h;

(9)以0.1c的电流对电池恒流充电5h;

(10)电池取出室温静置1h后进行第二次抽气;抽气完成后继续化成;

(11)以0.2c的电流对电池进行恒流放电5h;

(12)以0.05-0.06c的电流对电池恒流充电7h;

(13)以0.1c的电流对电池恒流充电6h;

(14)以0.2c的电流对电池恒流放电5h。

本发明的有益效果是:

1、本发明开发了长循环寿命离子单体电池,电池正极采用镍钴锰酸锂体系,负极采用钛酸锂体系将包含活性物、粘结剂、导电剂的正、负极敷料涂覆在涂碳铝箔上,采用高孔隙率基膜进行叠片,铝塑包装膜及特制的长寿命电解液进行封装及注液,再配合新型高温高压化成-老化工艺制备长循环寿命电池,有效解决了锂离子电池循环寿命低的问题。

2、本发明电池的电解液中采用成膜添加剂碳酸亚乙烯酯、丁二腈和含氟醚1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚的组合物,三种物质协同作用,避免钛酸锂电池循环过程中的产生气体,提升了电池循环稳定性,使得电池循环性能有极大地提升。

3、负极采用的钛酸锂材料由于其自身特性的原因,在循环使用中会持续产气,导致电池包鼓胀,高温时尤其严重,影响正负极的接触,增加电池阻抗,影响电池性能的发挥,本发明在现有的化成工艺上,增加了两次充放循环,并在三个化成阶段间添加了两次抽气步骤,在电池产气后将内部气体抽出,并增加两次充放循环,避免副反应发生,实际测试结果证明,采用本发明的工艺生产的电池常温6c循环15000次未产生气体,极大地提高了电池的稳定性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是试样横坐标为循环次数,纵坐标为容量百分比的室温6c循环曲线图,其中标号1为实施例1,标号2为实施例2,标号3为实施例3,标号4为实施例4,标号5为对比例。

具体实施方式

下面将结合具体实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明中,emc为碳酸甲乙酯,dec为碳酸二乙酯,ec为碳酸乙烯酯,vc为碳酸亚乙烯酯,sn为丁二腈,d2为含氟醚1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3四氟丙基醚,pe为聚乙烯。

一种长循环寿命电池及其制作方法,具体如下各实施例:

实施例1

一种长循环寿命锂离子电池的制作方法,包括以下步骤:

s1:a、制作正极片:首先将聚偏氟乙烯(pvdf)与n-甲基吡咯烷酮(nmp)配置成质量分数6.7%的溶液,待用。在新配料缸中加入一半正极活性物镍钴锰酸锂lini0.5co0.2mn0.3o2和导电剂sp,低速搅拌20min,然后加入1/3量的pvdf胶液和另一半正极活性物镍钴锰酸锂lini0.5co0.2mn0.3o2,低速搅拌30min,再加入1/3量的pvdf胶液和导电剂ks-6,低速搅拌60min,再加入1/3量的pvdf胶液,加入nmp溶剂调节固含至68%,高速搅拌180min。测试黏度在4000-8000mpa.s范围内后,用150目双层金属网过筛,将过筛后制备成正极敷料均匀涂布在厚度为17μm的涂碳铝箔上形成正极极片,经过120℃烘干,将烘干后的正极极片进行辊压,正极片辊压后的厚度为81μm,压实密度为2.8g/cm3;正极敷料中各组分的质量百分比含量为:正极活性物质91%,正极导电剂5%,其中炭黑导电剂sp和碳纳米管的质量比为3:2,正极粘结剂3%;

b、制作负极片:将聚四氟乙烯(ptfe)与去离子水配置成质量分数60%的溶液,然后加入导电剂sp,低速搅拌45min,加入导电剂ks-6,低速搅拌45min后高速搅拌60min,再加入一半量的钛酸锂li4ti5o12,低速搅拌60min,再加入另一半量的钛酸锂li4ti5o12,低速搅拌60min后高速搅拌180min,加入去离子水调节固含至55%,高速搅拌120min。测试黏度在4000-8000mpa.s范围内后,用150目双层金属网过筛,将过筛后制备成负极敷料均匀涂布在厚度为17μm的涂碳铝箔上形成负极极片,经过120℃烘干,将烘干后的负极极片进行辊压,负极片辊压后的厚度为107μm,压实密度为1.8g/cm3;负极敷料中各组分的质量百分比含量为:负极活性物质89%,负极导电剂6%,其中炭黑导电剂sp和碳纳米管的质量比为4:2,负极粘结剂5%。

s2:极片烘烤:将上述正、负极片放入真空烘箱中120℃烘烤48h,持续抽真空,每2h换一次气,控制正、负极片水分含量≤200pm。

s3:制作电芯:将步骤s2得到的正、负极片裁剪后,按照隔膜-负极片-隔膜-正极片-隔膜-负极片-隔膜的顺序采用叠片式结构制成电芯,其中隔膜为湿法pe隔膜,厚度为12μm,孔隙率为50%,透气率为150s/100ml。

s4:焊接包装:将电芯中的正、负极片分别与铝极耳焊接在一起,形成正、负极引出端,将电芯放入铝塑包装膜中,分别引出正、负极耳,在极耳胶处加热,使铝塑袋的塑膜pp胶与极耳胶熔合,电池的右侧为开口状态,留待电解液注入。

s5:封装注液:将电解液注入电芯后,封住注液口;其中,电解液溶剂为碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯的混合物(配比为1:1:4);所述电解质为lipf6;lipf6浓度为1.6mol/l,电解质在电解液中的质量分数为13%,所述添加剂为质量分数为3.5%的sn和d2的混合物,各组分质量比为1:1。

7)化成及老化:热压化成柜温度设置为80℃,夹具压力设置为0.3mpa。

(1)以0.02c的电流对电池恒流充电5h;

(2)以0.05c的电流对电池恒流充电5h;

(3)以0.1c的电流对电池恒流充电2h;

(4)以0.2c的电流对电池恒流充电2h;

(5)电池取出室温静置1h后进行第一次抽气;抽气完成后继续化成;

(6)以0.2c的电流对电池进行恒流放电5h;

(7)以0.02c的电流对电池恒流充电5h;

(8)以0.05c的电流对电池恒流充电6h;

(9)以0.1c的电流对电池恒流充电5h;

(10)电池取出室温静置1h后进行第二次抽气;抽气完成后继续化成;

(11)以0.2c的电流对电池进行恒流放电5h;

(12)以0.05c的电流对电池恒流充电7h;

(13)以0.1c的电流对电池恒流充电6h;

(14)以0.2c的电流对电池恒流放电5h。

其中,化成结束时的最终截止电压为1.5-2.0v。化成结束后电池继续在化成柜上进行老化。

实施例2

一种长循环寿命锂离子电池的制作方法,包括以下步骤:

s1:a、制作正极片:首先将聚偏氟乙烯(pvdf)与n-甲基吡咯烷酮(nmp)配置成质量分数6.7%的溶液,然后加入导电剂sp,低速搅拌45min,加入导电剂ks-6,低速搅拌45min后高速搅拌60min,再加入一半量的镍钴锰酸锂lini0.6co0.2mn0.2o2,低速搅拌60min,再加入另一半量的lini0.6co0.2mn0.2o2,低速搅拌60min后高速搅拌120min,加入nmp溶剂调节固含至68%,高速搅拌120min。测试黏度在4000-8000mpa.s范围内后,用150目双层金属网过筛,过筛后制成正极敷料均匀涂布在厚度为17μm的涂碳铝箔上,120℃烘干,将烘干后的正极极片进行辊压,正极片辊压后的厚度为81μm,压实密度为2.8g/cm3;正极敷料中各组分的质量百分比含量为:正极活性物质96%,正极导电剂10%,其中炭黑导电剂sp和石墨导电剂ks-6的质量比为1:1,正极粘结剂10%。

b、制作负极片:将丁苯橡胶(sbr)与去离子水配置成质量分数1.5%的溶液,然后加入导电剂sp,低速搅拌45min,加入导电剂ks-6,低速搅拌45min后高速搅拌60min,再加入一半量的钛酸锂li4ti5o12,低速搅拌60min,再加入另一半量的钛酸锂li4ti5o12,低速搅拌60min后高速搅拌180min,加入去离子水调节固含至55%,高速搅拌120min。测试黏度在3000-6000mpa.s范围内后,用150目双层金属网过筛,过筛后制成负极敷料均匀涂布在厚度为17μm的涂碳铝箔上,120℃烘干,将烘干后的负极极片进行辊压,负极片辊压后的厚度为107μm,压实密度为1.8g/cm3;负极敷料中各组分的质量百分比含量为:负极活性物质94%,负极导电剂9%,其中炭黑导电剂sp和石墨导电剂ks-6的质量比为1:1,负极粘结剂7%。

s2:极片烘烤:将上述极片放入真空烘箱中140℃烘烤48h,持续抽真空,每2h换一次气,控制正、负极片水分含量≤200pm。

s3:制作电芯:将步骤s2得到的正、负极片裁剪后,按照隔膜-负极片-隔膜-正极片-隔膜-负极片-隔膜的顺序采用叠片式结构制成电芯,其中隔膜为湿法pe隔膜,厚度为12μm,孔隙率为50%,透气率为150s/100ml。

s4:焊接包装:将电芯中的正、负极片分别与铝极耳焊接在一起,形成正、负极引出端,将电芯放入铝塑包装膜中,分别引出正、负极耳,在极耳胶处加热,使铝塑膜pp胶与极耳胶熔合,电池的右侧为开口状态,留待电解液注入。

s5:封装注液:将电解液注入电芯后,封住注液口;其中,所述电解液溶剂为碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯的混合物(配比为1:1:4);所述电解质含为lipf6;lipf6浓度为1.6mol/l,电解质在电解液中的质量分数为26%,所述添加剂为质量分数为7.0%的vc、sn和d2的混合物,各组分质量比为12:1:1。

s6:化成及老化:热压化成柜温度设置为100℃,夹具压力设置为0.6mpa。

(1)以0.02c的电流对电池恒流充电5h;

(2)以0.05c的电流对电池恒流充电5h;

(3)以0.1c的电流对电池恒流充电2h;

(4)以0.2c的电流对电池恒流充电2h;

(5)电池取出室温静置1h后进行第一次抽气;抽气完成后继续化成;

(6)以0.2c的电流对电池进行恒流放电5h;

(7)以0.02c的电流对电池恒流充电5h;

(8)以0.05c的电流对电池恒流充电6h;

(9)以0.1c的电流对电池恒流充电5h;

(10)电池取出室温静置1h后进行第二次抽气;抽气完成后继续化成;

(11)以0.2c的电流对电池进行恒流放电5h;

(12)以0.05c的电流对电池恒流充电7h;

(13)以0.1c的电流对电池恒流充电6h;

(14)以0.2c的电流对电池恒流放电5h。

其中,化成结束时的最终截止电压为1.5-2.0v。化成结束后电池继续在化成柜上进行老化。

实施例3

一种长循环寿命锂离子电池的制作方法,包括以下步骤:

s1:a、制作正极片:首先将聚偏氟乙烯(pvdf)与n-甲基吡咯烷酮(nmp)配置成质量分数6.7%的溶液,然后加入导电剂sp,低速搅拌45min,加入导电剂ks-6,低速搅拌45min后高速搅拌60min,再加入一半量的镍钴锰酸锂lini0.5co0.2mn0.3o2,低速搅拌60min,再加入另一半量的lini0.5co0.2mn0.3o2,低速搅拌60min后高速搅拌120min,加入nmp溶剂调节固含至68%,高速搅拌120min。测试黏度在4000-8000mpa.s范围内后,用150目双层金属网过筛,过筛后制成正极敷料均匀涂布在厚度为17μm的涂碳铝箔上,120℃烘干,将烘干后的正极极片进行辊压,正极片辊压后的厚度为81μm,压实密度为2.8g/cm3;正极敷料中各组分的质量百分比含量为:正极活性物质92%,正极导电剂4%,其中炭黑导电剂sp和石墨导电剂ks-6的质量比为1.5:2.5,正极粘结剂4%。

b、制作负极片:将聚偏氟乙烯(pvdf)与n-甲基吡咯烷酮(nmp)配置成质量分数6.7%的溶液,然后加入导电剂sp,低速搅拌45min,加入导电剂碳纳米管(cnt),低速搅拌45min后高速搅拌60min,再加入一半量的钛酸锂li4ti5o12,低速搅拌60min,再加入另一半量的钛酸锂li4ti5o12,低速搅拌60min后高速搅拌180min,加入nmp溶剂调节固含至55%,高速搅拌120min。测试黏度在3000-6000mpa.s范围内后,用150目双层金属网过筛,过筛后制成负极敷料均匀涂布在厚度为17μm的涂碳铝箔上,120℃烘干,将烘干后的负极极片进行辊压,负极片辊压后的厚度为107μm,压实密度为1.8g/cm3;负极敷料中各组分的质量百分比含量为:负极活性物质92.5%,负极导电剂3%,其中炭黑导电剂sp和碳纳米管的质量比为1:2,负极粘结剂3.5%。

s2:极片烘烤:将上述极片放入真空烘箱中120℃烘烤40h,持续抽真空,每2h换一次气,控制正、负极片水分含量≤200pm。

s3:制作电芯:将步骤s2得到的正、负极片裁剪后,按照隔膜-负极片-隔膜-正极片-隔膜-负极片-隔膜的顺序采用叠片式结构制成电芯,其中隔膜为湿法pe隔膜,厚度为12μm,孔隙率为50%,透气率为150s/100ml。

s4:焊接包装:将电芯中的正、负极片分别与铝极耳焊接在一起,形成正、负极引出端,将电芯放入铝塑包装膜中,分别引出正、负极耳,在极耳胶处加热,使铝塑膜pp胶与极耳胶熔合,电池的右侧为开口状态,留待电解液注入。

s5:封装注液:将电解液注入电芯后,封住注液口;其中,所述电解液溶剂为碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯的混合物(配比为1:1:4);所述电解质含为lipf6;lipf6浓度为1.6mol/l,电解质在电解液中的质量分数为17%,所述添加剂为质量分数为5.5%的vc和d2的混合物,各组分质量比为10:1。

s6:化成及老化:热压化成柜温度设置为90℃,夹具压力设置为0.5mpa。

(1)以0.02c的电流对电池恒流充电5h;

(2)以0.05c的电流对电池恒流充电5h;

(3)以0.1c的电流对电池恒流充电2h;

(4)以0.2c的电流对电池恒流充电2h;

(5)电池取出室温静置1h后进行第一次抽气;抽气完成后继续化成;

(6)以0.2c的电流对电池进行恒流放电5h;

(7)以0.02c的电流对电池恒流充电5h;

(8)以0.05c的电流对电池恒流充电6h;

(9)以0.1c的电流对电池恒流充电5h;

(10)电池取出室温静置1h后进行第二次抽气;抽气完成后继续化成;

(11)以0.2c的电流对电池进行恒流放电5h;

(12)以0.05c的电流对电池恒流充电7h;

(13)以0.1c的电流对电池恒流充电6h;

(14)以0.2c的电流对电池恒流放电5h。

其中,化成结束时的最终截止电压为1.5-2.0v。化成结束后电池继续在化成柜上进行老化。

实施例4

一种长循环寿命锂离子电池的制作方法,包括以下步骤:

s1:a、制作正极片:首先将聚偏氟乙烯(pvdf)与n-甲基吡咯烷酮(nmp)配置成质量分数6.7%的溶液,然后加入导电剂sp,低速搅拌45min,加入导电剂ks-6,低速搅拌45min后高速搅拌60min,再加入一半量的lini0.6co0.2mn0.2o和lifemnpo4混合物,低速搅拌60min,再加入另一半量的lini0.6co0.2mn0.2o和lifemnpo4混合物,低速搅拌60min后高速搅拌120min,加入nmp溶剂调节固含至68%,高速搅拌120min。测试黏度在4000-8000mpa.s范围内后,用150目双层金属网过筛,过筛后制成正极敷料均匀涂布在厚度为17μm的涂碳铝箔上,120℃烘干,将烘干后的正极极片进行辊压,正极片辊压后的厚度为81μm,压实密度为2.8g/cm3;正极敷料中各组分的质量百分比含量为:正极活性物质94%,正极导电剂3%,其中lini0.6co0.2mn0.2o和lifemnpo4的质量比为65.8:28.2,炭黑导电剂sp和石墨导电剂ks-6的质量比为2:1,正极粘结剂3%。

b、制作负极片:将聚偏氟乙烯(pvdf)与n-甲基吡咯烷酮(nmp)配置成质量分数6.7%的溶液,然后加入导电剂sp,低速搅拌45min,加入导电剂碳纳米管,低速搅拌45min后高速搅拌60min,再加入一半量的钛酸锂li4ti5o12,低速搅拌60min,再加入另一半量的钛酸锂li4ti5o12,低速搅拌60min后高速搅拌180min,加入nmp溶剂调节固含至55%,高速搅拌120min。测试黏度在3000-6000mpa.s范围内后,用150目双层金属网过筛,过筛后制成负极敷料均匀涂布在厚度为17μm的涂碳铝箔上,120℃烘干,将烘干后的负极极片进行辊压,负极片辊压后的厚度为107μm,压实密度为1.8g/cm3;负极敷料中各组分的质量百分比含量为:负极活性物质92%,负极导电剂5%,其中炭黑导电剂sp和碳纳米管的质量比为2:3,负极粘结剂3%。

s2:极片烘烤:将上述极片放入真空烘箱中120℃烘烤48h,持续抽真空,每2h换一次气,控制正、负极片水分含量≤200pm。

s3:制作电芯:将步骤s2得到的正、负极片裁剪后,按照隔膜-负极片-隔膜-正极片-隔膜-负极片-隔膜的顺序采用叠片式结构制成电芯,其中隔膜为湿法pe隔膜,厚度为12μm,孔隙率为50%,透气率为150s/100ml。

s4:焊接包装:将电芯中的正、负极片分别与铝极耳焊接在一起,形成正、负极引出端,将电芯放入铝塑包装膜中,分别引出正、负极耳,在极耳胶处加热,使铝塑膜pp胶与极耳胶熔合,电池的右侧为开口状态,留待电解液注入。

s5:封装注液:将电解液注入电芯后,封住注液口;其中,所述电解液溶剂为碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯的混合物(配比为1:1:4);所述电解质含为lipf6、、liclo4、libf4、liasf6的混合物;电解质的浓度为1.6mol/l,电解质在电解液中的质量分数为14%,所述添加剂为质量分数为4.0%的vc和d2的混合物,各组分质量比为11:1。

s6:化成及老化:热压化成柜温度设置为80℃,夹具压力设置为0.5mpa。

(1)以0.02c的电流对电池恒流充电5h;

(2)以0.05c的电流对电池恒流充电5h;

(3)以0.1c的电流对电池恒流充电2h;

(4)以0.2c的电流对电池恒流充电2h;

(5)电池取出室温静置1h后进行第一次抽气;抽气完成后继续化成;

(6)以0.2c的电流对电池进行恒流放电5h;

(7)以0.02c的电流对电池恒流充电5h;

(8)以0.05c的电流对电池恒流充电6h;

(9)以0.1c的电流对电池恒流充电5h;

(10)电池取出室温静置1h后进行第二次抽气;抽气完成后继续化成;

(11)以0.2c的电流对电池进行恒流放电5h;

(12)以0.05c的电流对电池恒流充电7h;

(13)以0.1c的电流对电池恒流充电6h;

(14)以0.2c的电流对电池恒流放电5h。

其中,化成结束时的最终截止电压为1.5-2.0v。化成结束后电池继续在化成柜上进行老化。

对比例

现有技术:购买自日本东芝的2.9ah及20ah型号铝壳电池。

检测方法

将各实施例及对比例所得电池按照以下检测方法进行性能检测,并对各实施例所得结果及对比例所得结果进行作图比较。

电池的循环寿命检测均参照如下要求进行检测。

(1)测试温度:25℃

(2)温升监控:如无特殊要求,在自然对流环境中测试前200cycle电芯大面中心点电芯温升。

(3)测试步骤:

(a)静置10min

(b)1c恒流放电至1.5v

(c)静置10mins

(d)1c恒流充电至2.8v,恒压充电至0.05c

(e)静置10mins

(f)1c恒流放电至1.5v

(g)重复c~f步骤至电芯剩余容量<80%

实验结果

对本发明各实施例1-4所得锂离子电池与日本东芝20ah铝壳电池进行常温6c循环测试,测试结果如表1所示:

表1试样室温6c循环各项性能

由表1和图1的数据显示,在实施例1-4中,实施例1和实施例2循环次数较低,实施例3为最佳实施方式,相对于对比例,实施例1-4的循环次数至少提升168%,实施例4的电池容量百分比为85.01%,明显优于对比例的电池容量百分比79.88%,电池循环性能有极大地提升。

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