[發(fā)明專(zhuān)利]一種長(zhǎng)循環(huán)壽命電池及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910632961.7
• 申請(qǐng)日: 2019-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110335991B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭康;胡金星;張寶華;婁勇剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 駱駝集團(tuán)武漢光谷研發(fā)中心有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/131
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/131;H01M50/119;H01M4/66;H01M10/0525;H01M10/0567;H01M10/058;H01M4/1391
• 代理公司: 武漢經(jīng)世知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42254
• 代理人: 邱雨家

本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種長(zhǎng)循環(huán)壽命電池及其制作方法。為滿足動(dòng)力電池在長(zhǎng)壽命方面的需求，開(kāi)發(fā)了長(zhǎng)循環(huán)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(fù)極片、隔膜、電解液和包裝膜，將正負(fù)極敷料涂覆在涂碳鋁箔上，采用高孔隙率基膜進(jìn)行疊片，采用鋁塑包裝膜及長(zhǎng)壽命電解液進(jìn)行封裝及注液，采用高溫高壓化成?老化工藝制備長(zhǎng)循環(huán)壽命電池，有效解決了鋰離子電池循環(huán)壽命低的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種長(zhǎng)循環(huán)壽命電池及其制作方法。

背景技術(shù)

隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，對(duì)鋰離子電池的要求越來(lái)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(zhǎng)的特點(diǎn)，尤其在電動(dòng)汽車(chē)和規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域，對(duì)鋰離子電池的壽命要求越來(lái)越高。

鋰離子動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)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(huán)壽命為1C≥3000次，主要應(yīng)用于純電動(dòng)客車(chē)，但隨著純電動(dòng)/插電式混合動(dòng)力乘用車(chē)的發(fā)展，其能量密度已經(jīng)明顯不足，三元體系(NCM)因能量密度更高逐漸成為純電動(dòng)乘用車(chē)主流電池，其單電芯循環(huán)壽命為1C≥2000次，但安全性大大降低。

因此，為兼顧安全性和長(zhǎng)循環(huán)壽命，滿足動(dòng)力電池的使用要求，需要開(kāi)發(fā)出一種長(zhǎng)循環(huán)壽命的鋰離子電池。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為滿足動(dòng)力電源系統(tǒng)在電池長(zhǎng)循環(huán)壽命方面的需求，開(kāi)發(fā)了長(zhǎng)循環(huán)壽命鋰離子單體電池，通過(guò)正負(fù)極材料選型、配方優(yōu)化、電極加工工藝改進(jìn)以及電池化成工藝設(shè)計(jì)等方面的研究，正極采用鎳鈷錳酸鋰體系，負(fù)極采用鈦酸鋰體系，并采用特制的電解液來(lái)提高其循環(huán)壽命。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種長(zhǎng)循環(huán)壽命電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液和包裝膜，所述電解液包括溶劑、電解質(zhì)、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(zhì)為L(zhǎng)iPF₆、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(jìn)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(zhì)量比為9-12：1：1。

進(jìn)一步的，電解質(zhì)在電解液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13％-26％，所述添加劑質(zhì)在電解液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5％-7.0％。

進(jìn)一步的，正極片包括正極涂碳鋁箔集流體和正極敷料，負(fù)極片包括負(fù)極涂碳鋁箔集流體和負(fù)極敷料，所述正極敷料包括以下組分和按質(zhì)量百分比的含量：正極活性物質(zhì)90％-96％，正極導(dǎo)電劑2％-5％，正極粘結(jié)劑2％-5％。

進(jìn)一步的，負(fù)極敷料包括以下組分和按質(zhì)量百分比的含量：負(fù)極活性物質(zhì)89％-96％，負(fù)極導(dǎo)電劑2％-6％，負(fù)極粘結(jié)劑2％-5％；所述負(fù)極活性物質(zhì)為鈦酸鋰Li₄Ti₅O₁₂。

進(jìn)一步的，負(fù)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(fù)極導(dǎo)電劑為導(dǎo)電炭黑SP、導(dǎo)電石墨KS-6、碳納米管中的一種或多種混合物。

進(jìn)一步的，正極活性物為L(zhǎng)iNi_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。