[發明專利]一種高能量密度三元電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201710914648.3
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107799813B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 張正淳;樊彥良;聞慧;余超月;白治娥;陳建軍
• 申請（專利權）人: 中航鋰電科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/058;H01M4/62
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 于寶慶;李華

本發明涉及鋰離子動力電池技術領域，特別是一種高能量密度三元電池及其制備方法。所述三元電池包括三元正極片、負極、陶瓷隔膜、電解液及電池殼體，所述正極片由涂炭鋁箔涂覆三元漿料構成，其中正極漿料由兩種粒度正極活性材料、復合導電劑、復合粘結劑混合而成，負極片由銅箔涂覆兩種不同粒度負極漿料構成。采用上述方法和結構后，本發明以解決高能量密度電池可制造性差、循環性能較低等問題，因此簡化工藝、提高生產效率和提高產品質量、降低成本。

技術領域

本發明涉及鋰離子動力電池技術領域，特別是一種高能量密度三元電池及其制備方法。

背景技術

我國是世界上最大新能源汽車制造基地，中國的新能源汽車市場對動力電池的需求巨大，特別是乘用車市場，以前動力汽車主要配套使用低能量密度磷酸鐵鋰、三元電池，2016年12月30日新能源汽車補貼政策正式落地，首次提出以電池能量密度為一項參考指標進行補貼，純電動乘用車動力電池系統的質量能量密度不低于90Wh/kg，對高于120Wh/kg的按1.1倍給予補貼，因此在保證能量密度的同時保證性能提升是現在所有動力電池企業需要著重考慮的問題，高能量密度電池也成為電池企業研究的第一方向。

由于空間的局限及高性能要求，一味的追求能量密度會導致生產工藝無法實現批量生產，電池極片制造過程中會出現大量報廢，如高壓正極片的脆斷、高面密度的穩定性、高空間利用率的絕緣性等，使得電池在試生產過程中出現大量的不合格，成本較低能量密度電池提高了幾倍多；另外高能量導致電池循環性能降低，主要表現在活性材料的高反彈失效、活性材料的保液性降低等，導致循環后期電池極化阻抗逐步增大，因此提高材料的高堆積性、高壓實，保證較高的空間利用率既可以保證生產過程穩定，又能保證電池循環性能的提高。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種高能量密度、循環性能高的三元電池及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明的一種高能量密度三元電池，包括三元正極片、負極、陶瓷隔膜、電解液及電池殼體，所述正極片由涂炭鋁箔涂覆三元正極漿料構成，其中三元正極漿料由兩種粒度正極活性材料、復合導電劑、復合粘結劑混合而成，負極片由銅箔涂覆兩種不同粒度負極漿料構成。

進一步的，所述三元正極漿料由復合鎳錳鈷酸鋰三元材料質量占比97％-98.5％、復合導電劑質量占比0.5％-1％、粘結劑質量占比1％-2.5％組成。

更進一步的，所述復合導電劑為Super P、科琴黑、碳納米管中的兩種以上。

進一步的，所述涂炭鋁箔需要涂覆1-2um的碳層，所述正極片涂覆三元正極漿料是由兩種不同D50的三元材料混合，D50分別為9-12um質量占比80％-95％、4-6um質量占比5％-15％。

進一步的，所述正極片采用的復合粘結劑為兩種不同分子量的粘結劑，第一粘結劑用量與第二粘結劑比例為1:0.5-1.5。

進一步的，所述負極漿料是由兩種不同D50的三元材料混合，D50分別為11-15um質量占比80％-95％、7-9um質量占比5％-15％。

進一步的，所述負極漿料組成為人造石墨質量占比96％-98.5％、復合導電劑質量占比0.5％-2％、粘結劑質量占比1％-2％。

更進一步的，所述復合導電劑為Super P、科琴黑、碳納米管中的兩種以上。

本發明還包括一種高能量密度三元電池制備方法，包括以下步驟：

(1)、將兩種粒度正極活性材料NMC和復合導電劑置于含有復合粘結劑的NMP溶劑中，通過攪拌混勻形成正極漿料；

(2)、同時將復合石墨粉和復合導電劑置于含水性粘結劑的水溶劑中，通過攪拌混勻形成負極漿料；

(3)、將正極漿料涂覆于涂炭鋁箔上，負極漿料涂覆于銅箔上，分別在高溫下烘干，形成極片；