[發明專利]一種方形低溫鋰離子電池及其制作方法

在審

• 申請號: 201710242882.6
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107946646A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 朱冠華;譚春華;符澤衛;邢偉偉;王家濤;萬偉超;羅開燕;劉恒宇;李青;芮小勇
• 申請（專利權）人: 云南錫業集團（控股）有限責任公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/0587
• 代理公司: 昆明盈科眾德知識產權代理事務所(特殊普通合伙)53201
• 代理人: 張媛德

背景技術

本發明涉及鋰離子電池制造技術領域，尤其涉及一種方形低溫鋰離子電池。

鋰離子電池相比鎳氫、鉛酸等二次電池具有更寬的工作溫度范圍，隨著電池人們對電池需求的要求日益高端，要求鋰離子電池在極端低溫條件下放電，而且要求電池能夠低溫充電池。普通的低溫型鋰離子電池能夠低溫放電，但低溫充電會析鋰。要開發一款低溫性能優異的電池，通常采用低電解常數鋰鹽來防止低溫充電析鋰。低電解常數鋰鹽如LIBF4相對成本較高。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明通過在電解液內添加少量的離子液體，改善電解液低溫電導率，有效改善電池低溫情況下電導率，即改善電池低溫放電，又實現低溫充放電性能，目的在于提供了一種能夠超低溫放電、低溫充電、且高溫性能優良的方形低鋰電池。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種方形低溫鋰離子電池，包括含有正極活性物質的正極，含有負極活性物質的負極以及設置在所述正極和所述負極之間的隔膜和電解液；其特征在于：所述電解液內添加一定量的離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，重量百分比1%-5%。

所述的低溫型鋰離子電池的制備實施過程,包括以下步驟：

（1）正極配料，正極活性物質為經過體相摻雜及表面包覆處理的鈷酸鋰LiCo_2-xA_xO₂，所述鈷酸酸鋰粒度D₅₀為5-7μm，其特征在于：A=Al、 X=0-0.05，其表面包覆總活性物質含量0.8-1.2% ZnO。正極配方：鈷酸鋰：Sp：PVDF=95.3：2.5：2.2；

（2）負極配料，中間相碳微球：Sp：PVDF=94：2.5：3.5；

（3）正極片制備；

（4）負極片制備；

（5）正負極片卷繞；

（6）并卷芯；

（7）極耳鉚接蓋板、入殼、激光焊;

（8）電芯烘烤，電解液配方：

所述的低溫型鋰離子電池，其特征在于：所述電解液溶劑包括碳酸乙烯酯（EC）wt20%-25% ，碳酸丙烯酯（PC）wt 3%-8%，碳酸二乙酯（DEC）wt 19%-22%，碳酸甲乙酯（EMC）wt 34%-40%。

所述的低溫型鋰離子電池，其特征在于：所述電解液還包括其他添加劑：1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽wt1%-5%, 碳酸亞乙烯酯（VC）wt 1%-1.5%，聯苯（BP）wt 1%-2%。

所述的正極活性物質體相摻雜及表面包覆鈷酸鋰LiCo_2-xA_xO₂，其特征在于： A=Al、Cr，0≤X≤0.05。

所述的體相摻雜及表面包覆鈷酸鋰，其特征在于：其表面包覆總活性物質含量0.8%-1.2%的ZnO或B₂O₃。

本發明采用上述的技術方案，與現有的技術相比具有以下幾個顯著的優點：所得鈷酸鋰電池高溫儲存、低溫放電、低溫充放電及常溫循環性能良好。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

實施例1

所述的低溫型鋰離子電池的制備實施過程,發明內容細節：

所述正極活性物質為經過體相摻雜及表面包覆處理的鈷酸鋰LiCo_2-xA_xO₂，所述鈷酸酸鋰粒度D₅₀為5-7μm，其特征在于：A=Al、 X=0.05，其表面包覆總活性物質含量1% ZnO。所述電解液配方：電解液溶劑包括碳酸乙烯酯（EC） wt22% ，碳酸丙烯酯（PC） wt 5%，碳酸二乙酯（DEC）wt 19%，碳酸甲乙酯（EMC）wt 36%;鋰鹽LiPF6 wt 12%;添加劑1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽wt 3%,碳酸亞乙烯酯（VC）wt 1%,聯苯（BP）wt 2%。

所得方形鈷酸鋰電池經過70度高溫儲存、-40度放電、-30度低溫充放電、常溫循環測試結果見表1、表2、表3、表4中實施例1。

實施例2

所述的低溫型鋰離子電池的制備實施過程, 發明內容細節：