一种高比能圆柱型锂离子电池及其制备方法与流程

文档序号:21971012发布日期:2020-08-25 19:00阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高比能圆柱型锂离子电池,其特征在于:所述高比能圆柱型锂离子电池包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜,

所述正极材料包括质量分数为94-98%的活性物质、1-3%的导电剂、1-3%聚偏氟乙烯,所述活性物质为mg掺杂改性的高镍nca材料,所述导电剂包括导电炭黑sp和气相生长碳纤维vgcf,两者质量比为msp:mvgcf=0.5-2;

所述负极材料包括质量分数为质量分数为88-94%的活性物质、2-6%的导电剂、1-3%的羧甲基纤维素钠cmc、1-3%的丁苯橡胶sbr,所述负极活性物质为质量分数92-96%的改性石墨和4-8%的氧化亚硅的混合物,石墨改性方式为表面包覆数纳米厚的无定型碳层,所述导电剂包括碳纳米管cnt和导电炭黑sp,两者质量比为msp:mcnt=0.5-2;

所述电解液成分包括浓度0.8-1.3mol/l的电解质lipf6,包括占溶剂体积分数为20-40%的乙烯碳酸酯ec、20-40%的碳酸甲乙酯emc、20-40%的碳酸二甲酯dmc混合有机溶剂以及成膜添加剂;

所述电池隔膜为以聚对苯二甲酸乙二醇酯pet为基底的涂层隔膜,涂层包括sio2、al2o3或聚对/间苯二甲酰对苯二胺中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的高比能圆柱型锂离子电池,其特征在于:所述正极所用集流体为10-20μm厚的铝箔,负极为6-10μm厚的铜箔;所述正极双面涂覆面密度为40-46mg/cm2,负极双面涂覆面密度为20-24mg/cm2;所述正极材料压实密度为3.4-3.8g/cm3,所述负极材料压实密度0.8-1.5g/cm3

3.根据权利要求1所述的高比能圆柱型锂离子电池,其特征在于:所述正极活性物质为mg掺杂和表面氧化物包覆的高镍nca材料,lini0.91-xco0.07al0.02mgxo2,其中mg摩尔分数x为0.005-0.02,所述lini0.91-xco0.07al0.02mgxo2的粒径为12-15μm,比表面积为0.4-0.6m2/g。

4.根据权利要求1所述的高比能圆柱型锂离子电池,其特征在于:所述电极材料负极正极容量比n/p的值为1.0-2.0。

5.根据权利要求1所述的高比能圆柱型锂离子电池,其特征在于:所述负极活性物质粒径d50为10-20μm,比表面积为1-2m2/g。

6.根据权利要求1所述的高比能圆柱型锂离子电池,其特征在于:所述正负极电极浆料的粘度为1500-6000mpa·s,所述电池电解液成膜添加剂为fec,vc中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的高比能圆柱型锂离子电池,其特征在于:所述电池外壳为钢壳或铝壳。

8.一种制备高比能锂离子电池的方法,其特征在于:所述制备高比能锂离子电池的方法包括以下步骤:

步骤一:以nmp为溶剂,将正极活性物质、导电剂、粘结剂混合成浆料,均匀涂覆在铝箔表面,经过干燥、辊压、分切制成极片;

步骤二:以超纯水为溶剂,将负极活性物质,导电剂,粘结剂混合成浆料,均匀涂覆在铜箔表面,经过干燥、辊压、分切后制成极片;

步骤三:将制备好的正极片、负极片和隔膜以卷绕方式制成电芯,并保证附料区负极包住正极,正负极极耳通过焊接固定,最后包装成干电芯;向上述电芯中注入一定量的电解液;将上述电芯化成,得到高比能圆柱型锂离子电池。


技术总结
本发明属于锂离子电池领域,尤其涉及一种高比能圆柱型锂离子电池及其制备方法,所述高比能圆柱型锂离子电池包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜,所述正极材料包括质量分数为94‑98%的活性物质、1‑3%的导电剂、1‑3%聚偏氟乙烯,所述活性物质为Mg掺杂改性的高镍NCA材料,所述导电剂包括导电炭黑SP和气相生长碳纤维VGCF,所述负极材料包括质量分数为质量分数为88‑94%的活性物质、2‑6%的导电剂、1‑3%的羧甲基纤维素钠CMC、1‑3%的丁苯橡胶SBR。本发明提供一种具有高比能量、高安全性、长循环寿命以及优异的低温放电性能的高比能圆柱型锂离子电池及其制备方法。

技术研发人员:何少平;郑见杰;梁达;潘磊
受保护的技术使用者:天津空间电源科技有限公司
技术研发日:2020.04.07
技术公布日:2020.08.25
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