壳： 外壳采用铝塑膜，铝塑膜采用厚度为152微米具有尼龙层、粘结层、PP层、粘结层、铝 箔、粘结层、PP层层状复合结构材料。
[0052]准备外接端子： 正极端子采用〇. 2毫米厚铝材质极耳，负极端子采用0. 2毫米铜镀镍极耳。
[0053] 准备电池： 以叠片形式，将正极极片、隔膜、负极极片相间叠片形成电芯，单向焊接极耳；然后进行 铝塑膜热封，注入电解液，热封封口；依次进行搁置-预充-抽空-化成-分容，制成20Ah 锂离子动力电池。
[0054] 对比例： 制备正极极片：混合92重量份的镍钴锰酸锂（NiuCouMr^A)，2重量份的导电炭黑 SP，2重量份的碳纳米管CNT，以及4重量份的聚偏氟乙烯，并添加85重量份的N-N-二甲基 吡咯烷酮搅拌形成浆液，均匀的涂覆在正极基流体压延铝箔上，干燥后用碾压机进行碾压， 制成正极极片。
[0055] 制备负极极片：混合95重量份的人造石墨，1重量份的导电炭黑SP，1. 5重量份的 羧甲基纤维素钠（CMC)以及2. 5重量份的丁苯橡胶（SBR)，并添加150重量份的去离子水搅 拌形成浆液，均匀的涂覆在负极基流体电解铜箔上，干燥后用碾压机进行碾压，制成负极极 片。
[0056] 准备隔膜：隔膜采用厚度为25微米的微孔复合膜（PP-PE-PP)，透气度220 cm3/ sec，孔隙率48%。
[0057]准备电解液：电解液采用1.3mol/L的六氟磷酸锂溶解到碳酸二甲酯、碳酸甲乙 酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙稀酯的有机溶剂混合物中，其中碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯 酯、碳酸丙稀酯的体积比为（40:40:13:7)。
[0058]准备外壳：外壳采用铝塑膜，铝塑膜采用厚度为152微米具有尼龙层、粘结层、PP 层、粘结层、铝箔、粘结层、PP层层状复合结构材料。
[0059]准备外接端子：正极端子采用0. 2毫米厚铝材质极耳，负极端子采用0. 2毫米铜镀 镍极耳。
[0060]准备电池：以叠片形式，将正极极片、隔膜、负极极片相间叠片形成电芯，单向焊接 极耳；然后进行铝塑膜热封，注入电解液，热封封口；依次进行搁置-预充-抽空-化成-分 容，制成20Ah锂离子动力电池。
[0061]对各实施例和对比例进行电池性能测试 1、能量密度测试： 将上述实施例和对比例制得的电池各取3只测定25°C能量密度。测定方法为：在25°C 下将电流以10A恒定电流充电至上限电压，然后转恒压充电，截至电流2000mA ;搁置10分 钟，以10A恒定电流放电至规定电压，测定得到电池的放电容量；搁置10分钟后，重复上述 步骤3次，计算3次放电容量平均值。使用精度为0. lg的电子天平称量不同类型电池的重 量。按照下式计算25°C电池能量密度： 电池能量密度=放电平均容量X3. 6V/电池重量。
[0062] 电池能量密度测试结果见表1。
[0063] 2、寿命性能测试： 将上述实施例和对比例制得的电池各取3只测定500次循环后的容量剩余率。测定方 法为：在25°C下将电流以10A恒定电流充电至4. 3V，然后转恒压充电，截至电流2000mA ;搁 置10分钟，以10A恒定电流放电至规定电压，测定得到电池的初始放电容量；搁置10分钟 后，重复上述步骤500次，作连续的充放电测试，得到电池500次循环后的容量剩余率，按照 下式计算500次循环后电池的容量剩余率。
[0064] 容量剩余率=500次循环后放电容量/初始放电容量X 100%。
[0065] 循环寿命性能测试结果见表1。
[0066] 3、安全针刺性能测试： 将上述实施例和对比例1制得的电池各取3只测定单只安全针刺实验。测定方法为： 将单只电池充满电，然后使用直径为5mm的钢针以20~30mm/min的速度将电池刺穿压。 [0067] 安全性能测试结果见表1。
【主权项】
1. 一种高容量裡离子动力电池，包括正极极片、隔膜、负极极片、电解液、外接端子、外 壳，负极极片由集流体和涂覆在集流体上的含负极活性物质的负极材料浆料组成，其特征 在于，所述负极活性物质为C-Sn-Si复合材料。
2. 根据权利要求1所述的一种高容量裡离子动力电池，其特征在于，C-Sn-Si复合材料 中Si和Sn的质量比重《10〇/〇。
3. 根据权利要求1所述的一种高容量裡离子动力电池，其特征在于，所述电解液中包 括六氣磯酸裡，溶剂和添加剂，溶剂为碳酸二甲醋、碳酸甲己醋、碳酸己帰醋、碳酸丙稀醋中 的几种；添加剂为碳酸亚己帰醋、亚硫酸丙帰醋、氣代碳酸己帰醋、碳酸己帰亚己醋、邻苯二 酷碳酸醋中的几种。
4. 根据权利要求1所述的一种高容量裡离子动力电池，其特征在于，所述隔膜为陶瓷 隔膜，陶瓷隔膜包括聚丙帰膳骨架和陶瓷材料，陶瓷材料为H氧化二铅和二氧化娃的混合 物。
5. 根据权利要求4所述的一种高容量裡离子动力电池，其特征在于，陶瓷隔膜厚度为 20~35 y m，孔隙率为50~70%，透气率为40~150cmVsec。
6. 根据权利要求4所述的一种高容量裡离子动力电池，其特征在于，陶瓷材料中二氧 化娃的重量百分比为10%~30%，其余为H氧化二铅。
7. 根据权利要求4所述的一种高容量裡离子动力电池，其特征在于，H氧化二铅和二 氧化娃一次颗粒粒径；200nm~350nm。
8. -种如权利要求1至7中任一权利要求所述的高容量裡离子动力电池的制备方法， 包括正、负极片的制备，将正极极片、隔膜、负极极片相间叠片形成电芯，单向焊接极耳，然 后进行铅塑膜热封，注入电解液，热封封口，依次进行搁置、预充、抽空、化成、分容，制成裡 离子动力电池，其特征在于，负极片中的负极活性物质C-Sn-Si复合材料的制备方法为： (1) 将娃粉与可溶性亚锡盐溶于水中，揽拌均匀，得息浊液；取可溶性草酸盐溶于水中， 得可溶性草酸盐溶液； (2) 按可溶性亚锡盐与可溶性草酸盐的摩尔比为1: (1~1. 3)，将可溶性草酸盐溶液 倒入息浊液中用酸液调节整个反应体系的抑为0. 5~3,并不断揽拌1~化，得到反应液。 (3) 将反应液进行固液分离，得到的固体经水洗并烘干后，即得C-Sn-Si复合材料。
9. 根据权利要求8所述的一种高容量裡离子动力电池的制备方法，其特征在于，可溶 性亚锡盐为氯化亚锡、氣化亚锡、葡萄糖酸亚锡中的一种，可溶性草酸盐为草酸轴或草酸 钟。
10. 根据权利要求8所述的一种高容量裡离子动力电池的制备方法，其特征在于，隔膜 采用陶瓷隔膜，陶瓷隔膜的制备方法为；取H氧化二铅和二氧化娃混合物5~10重量份，聚 丙帰酸2~3重量份，混合后添加85重量份的去离子水和5重量份的异丙醇揽拌形成浆液， 使用凹版印刷机将浆液均匀的涂覆在聚丙帰膳骨架上，高温80~9(TC干燥后，制成陶瓷隔 膜。
【专利摘要】本发明公开了一种高容量锂离子动力电池及其制备方法，该动力电池负极采用C-Sn-Si复合材料为负极活性物质制成负极片，电解液中添加碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、邻苯二酚碳酸酯中的几种为添加剂，另外该动力电池使用以聚丙烯腈为骨架的陶瓷隔膜。本发明通过负极使用C-Sn-Si高容量复合材料，可以提高电池的能量密度；通过在电解液中添加功能性添加剂，可以提高电池的能量密度和高压循环性能；通过使用陶瓷隔膜，提高电池安全性能。
【IPC分类】H01M4-58, H01M4-38, H01M4-583, H01M10-0525, H01M10-0567, H01M10-058, H01M2-16
【公开号】CN104659408
【申请号】CN201310593598
【发明人】吕豪杰, 石先兴, 殷月辉, 严红, 高新宝, 陈军
【申请人】万向A一二三系统有限公司, 万向电动汽车有限公司, 万向集团公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月22日