[發明專利]三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池及其制作方法

在審

• 申請號: 201410802109.7
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104577188A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 關成善;宗繼月;張敬捧;邵長旺
• 申請（專利權）人: 山東神工海特電子科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0585
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張世靜

技術領域

本發明涉及鋰離子動力電池，特別涉及一種安全長壽命的新型三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池，以及該種鋰離子動力電池的制造方法。

背景技術

隨著人們對于環境保護意識的加強，汽車尾氣所帶來的環境污染和全球氣候變暖現象已經引起了廣泛的關注，為了根治汽車尾氣對環境污染和全球氣候變暖現象以及緩解石油資源日益減少帶來的能源危機，節能環保的電動汽車的研究、開發和產業化成為全世界關注的問題。然而，制約電動汽車發展的最大瓶頸就是動力電池的安全性和壽命。鋰離子電池以其高能量、高功率、長壽命、安全性好、自放電小、對環境友好等優點被人們公認為電動車的動力電源。因而提高鋰離子動力電池的重量比能量、體積比功率、安全性以及使用壽命，成為鋰離子動力電池在電動汽車上應用更為廣泛的先決條件。

發明內容

本發明公開了一種安全長壽命的新型三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池及其制造方法，在于克服鋰離子電池應用于電動汽車上的使用壽命短、重量比能量低以及安全性差等缺點。

本發明公開了一種三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池，包括負極、正極、隔膜、電解液、鋁塑膜殼體，其中正極、負極以及正負極間的隔膜組成電池電芯，電芯采用依次排列的隔膜、負極、隔膜、正極和隔膜疊片結構，正極由正極漿料涂覆在正極集流體組成，負極由負極漿料負極集流體組成，正極漿料由正極活性物質、導電劑、粘結劑組成，負極漿料由負極活性物質、導電劑、增稠劑、粘結劑組成，其特征是，所述正極為n個，負極為n+1個，其中n為整數。

所述正極活性物質組分和質量含量為：鎳鈷錳酸鋰45%，錳酸鋰55%；所述的正極的導電劑采用導電碳黑和導電石墨的混合物，正極的粘結劑采用聚偏氟氯乙烯，正極集流體采用鋁箔。

所述正極漿料的組分以及重量百分比為：43%的鎳鈷錳酸鋰；52%的錳酸鋰；1.0%的導電碳黑；1.0%的導電石墨；3.0%的聚偏氟氯乙烯。

所述的負極的導電劑采用導電碳黑；增稠劑采用羧甲基纖維素鈉；粘結劑采用丁苯橡膠；負極集流體采用銅箔。

所述的負極漿料的組分以及重量百分比為：95%的人造石墨；1.0%的導電碳黑；1.5%的羧甲基纖維素鈉；2.5%的丁苯橡膠。

三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池的制作方法，包括如下步驟：

1)??????正極漿料的制備，將聚偏氟氯乙烯加入一定量的N-甲基吡咯烷酮中，通循環水冷卻下真空攪拌4小時，隨后加入導電碳黑和導電石墨，攪拌3小時，然后加入混合均勻的導電活性物質鎳鈷錳酸鋰和錳酸鋰，加完料后攪拌4小時，得到的漿料過150目篩1次；

2)??????負極漿料的制備，將羧甲基纖維素鈉加入到一定量的去離子水中，通循環水冷卻下真空攪拌4小時，隨后加入導電碳黑，攪拌1小時，然后加入人造石墨攪拌4小時，最后加入丁苯橡膠攪拌2小時，得到的漿料過150目篩1次；

3)??????正極漿料對集流體鋁箔進行涂覆，涂覆厚度為16μm，負極漿料對集流體銅箔進行涂覆，涂覆厚度為10μm；

4)??????將涂覆好漿料的正負極卷料放入烘箱中進行真空烘烤，烘烤溫度為105度，烘烤時間為12小時，以除去水分；

5)??????對正負極片進行輥壓，將輥壓好的正負極片進行模切，切除的極片尺寸根據電池需求設計；

6)??????將依次排列的隔膜、負極、隔膜、正極進行疊片，形成電芯結構，所述的隔膜采用厚度為20μm的隔膜；

7)??????將正負極極耳通過超聲焊焊接固定在正負極極片上，同時極耳上留有纖維密封膠；

8)??????將焊完極耳的電芯放入沖好的鋁塑膜殼體中，將鋁塑膜的頂側和未留氣袋的一側封住；

9)??????將包裝了鋁塑膜的電芯放入烤箱中，真空80度烘烤48小時，電芯在環境濕度小于-50%RH時注入鋰離子電解液，然后真空封裝電池帶氣袋的側邊；

10)??將注液后的電池芯常溫靜置24小時；

11)??電池化成：在溫度為40攝氏度壓力為1000公斤條件下進行高溫加壓化成，化成工藝為0.02C充電0.5小時，0.05C充電4小時，0.2C充電4小時；

12)??將化成后的電池常溫擱置12小時，然后對擱置后的電池進行二次封裝、裁邊、整形；

13)??電池分容：分容工藝為0.5C恒流充電至4.2V，再在4.2V下恒流充電，截止電流為0.02C，然后0.5C恒流放電至2.75V。