[發明專利]一種高能量密度移動電源用聚合物鋰離子電池

有效

• 申請號: 201611210187.3
• 申請日: 2016-12-24
• 公開（公告）號: CN108242542B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 李露;黃小;李國敏
• 申請（專利權）人: 深圳格林德能源集團有限公司
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M4/62;H01M4/60;H01M10/0587;H01M10/0525;C01B32/158
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明公開了一種高能量密度移動電源用聚合物鋰離子電池，所述電池正極片由正極活性物質、碳納米管導電劑、微米級導電石墨、PVDF按照一定質量比混合，以NMP為溶劑，利用高速剪切分散機制漿而后涂覆于鋁箔集流體上制得；負極片由負極活性物質、球形納米級導電炭黑、CMC、SBR按照一定質量比，以去離子水為溶劑，利用高速剪切分散機制漿后涂覆于銅箔集流體上制得；將正極片與負極片、隔膜卷繞制得鋰離子電池。本發明所制得的移動電源用聚合物鋰離子電池其體積能量密度可達530Wh/L~560Wh/L，0.5C循環400次容量保持大于80%，制作成本控制在2.3元/Ah~2.5元/Ah，具有優異的性價比優勢。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池制造技術領域，具體涉及到一種高能量密度移動電源用聚合物鋰離子電池。

背景技術

隨著手機、平板電腦等娛樂設備的普及，作為重要部件之一的鋰離子電池，其續航能力無法滿足人們連續使用8小時以上的需求，而充電場所并不是一直伴隨著一個自由活動的人，于是便有了一種便攜式移動電源的產生，它能夠隨時給沒電的手機、平板電腦等娛樂設備進行充電，方便又快捷。

早期市面上的移動電源所用的鋰離子電池多以18650為主，主要是因為在相同容量下，18650電池價格便宜。由于18650電池有很大的安全隱患，經常有報道報出該類電池爆炸傷人事件，因此越來越多的人選擇安全性更好的聚合物鋰離子電池制作的移動電源。

鎳鈷錳酸鋰正極材料與鈷酸鋰相比，價格要低許多。出于成本考慮，聚合物鋰離子移動電源電池所用正極材料一般采用鎳鈷錳酸鋰材料，而鎳鈷錳酸鋰材料低的壓實密度，卻限制了其高體積能量密度的發展。當前市面上出現了一種高電壓的鎳鈷錳酸鋰材料，能夠將電池充電上限電壓從4.2V提升至4.35V，這樣大大提升了電池體積能量密度。但是由于高電壓鎳鈷錳酸鋰材料自身的特殊性，在加工過程中極易吸水，電池儲存或者使用過程中極易脹氣，嚴重影響電池使用壽命，且所售電池價格偏高，仍然是不能完全取代18650作為移動電源電池。

因此，有必要開發一種低成本高能量密度移動電源用聚合物鋰離子電池。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種高能量密度移動電源用聚合物鋰離子電池，為了實現上述發明目的，本發明采取了以下技術方案：

一種高能量密度移動電源用聚合物鋰離子電池，其制備包括如下步驟：

（1）正極片的制備：

正極各組分質量百分比為正極活性物質：碳納米管：KS-6（導電石墨）：PVDF（聚偏氟乙烯）= 96:1.3:1.0:1.7 ~ 97.8:0.5:0.4:1.3，具體如下：

A、將聚偏氟乙烯與N-甲基吡咯烷酮按照0.08:1加入高速剪切分散機中，真空高速攪拌90min~120min，制得粘結劑膠液；

B、將碳納米管導電劑、微米級導電石墨KS-6加入膠液中，真空高速攪拌90min~120min，得到納米微米復合導電劑；

C、將正極活性物質總量的50%加入到納米微米復合導電劑中，真空高速攪拌40min~60min；

D、將正極活性物質總量的剩余50%，按照總干粉固含為68%~72%的量加入N-甲基吡咯烷酮溶劑，真空高速攪拌90min~120min，得到正極漿料；

E、將正極漿料涂覆于鋁箔集流體上，經過烘干、輥壓、分條后制得正極片；

（2）負極片的制備：

負極各組分質量百分比為石墨（負極活性物質）：SP（導電炭黑）：CMC（羧甲基纖維素鈉）：SBR = 95.5:1.0:1.7:1.8 ~ 96.5:0.5:1.5:1.5，具體如下：