[發明專利]一種長循環壽命電池及其制作方法

有效

• 申請號: 201910632961.7
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110335991B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 鄭康;胡金星;張寶華;婁勇剛
• 申請（專利權）人: 駱駝集團武漢光谷研發中心有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M50/119;H01M4/66;H01M10/0525;H01M10/0567;H01M10/058;H01M4/1391
• 代理公司: 武漢經世知識產權代理事務所(普通合伙) 42254
• 代理人: 邱雨家

本發明涉及鋰電池技術領域，特別涉及一種長循環壽命電池及其制作方法。為滿足動力電池在長壽命方面的需求，開發了長循環壽命鋰離子單體電池，電池體系為鎳鈷錳酸鋰和鈦酸鋰，包括正極片、負極片、隔膜、電解液和包裝膜，將正負極敷料涂覆在涂碳鋁箔上，采用高孔隙率基膜進行疊片，采用鋁塑包裝膜及長壽命電解液進行封裝及注液，采用高溫高壓化成?老化工藝制備長循環壽命電池，有效解決了鋰離子電池循環壽命低的問題。

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，特別涉及一種長循環壽命電池及其制作方法。

背景技術

隨著時代的進步和科技的發展，對鋰離子電池的要求越來越高。鋰離子電池不僅需要具有高的能量密度、功率密度和較高的安全性，還需具有使用壽命長的特點，尤其在電動汽車和規模儲能領域，對鋰離子電池的壽命要求越來越高。

鋰離子動力電池作為電動汽車的核心部件，安全性能較好的是磷酸鐵鋰體系，其單電芯循環壽命為1C≥3000次，主要應用于純電動客車，但隨著純電動/插電式混合動力乘用車的發展，其能量密度已經明顯不足，三元體系(NCM)因能量密度更高逐漸成為純電動乘用車主流電池，其單電芯循環壽命為1C≥2000次，但安全性大大降低。

因此，為兼顧安全性和長循環壽命，滿足動力電池的使用要求，需要開發出一種長循環壽命的鋰離子電池。

發明內容

本發明為滿足動力電源系統在電池長循環壽命方面的需求，開發了長循環壽命鋰離子單體電池，通過正負極材料選型、配方優化、電極加工工藝改進以及電池化成工藝設計等方面的研究，正極采用鎳鈷錳酸鋰體系，負極采用鈦酸鋰體系，并采用特制的電解液來提高其循環壽命。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種長循環壽命電池，包括正極片、負極片、隔膜、電解液和包裝膜，所述電解液包括溶劑、電解質、添加劑，所述溶劑為碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯的混合物，所述電解質為LiPF₆、LiClO₄、LiBF₄、LiAsF₆、LiB(C₆F₅)₃(CF₃)、LiCF₃SO₃中的一種或多種混合物，所述添加劑為碳酸亞乙烯酯、丁二腈和含氟醚1，1，2，2-四氟乙基-2，2，3，3四氟丙基醚的組合物。

進一步的，添加劑中碳酸亞乙烯酯、丁二腈和含氟醚1，1，2，2-四氟乙基-2，2，3，3四氟丙基醚的質量比為9-12：1：1。

進一步的，電解質在電解液中的質量分數為13％-26％，所述添加劑質在電解液中的質量分數為3.5％-7.0％。

進一步的，正極片包括正極涂碳鋁箔集流體和正極敷料，負極片包括負極涂碳鋁箔集流體和負極敷料，所述正極敷料包括以下組分和按質量百分比的含量：正極活性物質90％-96％，正極導電劑2％-5％，正極粘結劑2％-5％。

進一步的，負極敷料包括以下組分和按質量百分比的含量：負極活性物質89％-96％，負極導電劑2％-6％，負極粘結劑2％-5％；所述負極活性物質為鈦酸鋰Li₄Ti₅O₁₂。

進一步的，負極粘接劑為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯一種或兩種與丁苯橡膠的混合物，負極導電劑為導電炭黑SP、導電石墨KS-6、碳納米管中的一種或多種混合物。

進一步的，正極活性物為LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂和LiFeMnPO₄中的一種或多種混合物。