[發(fā)明專利]電芯的正極活性材料、高電壓高倍率電芯及其制作方法

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• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111403738A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 佘瀟;徐樂樂;周彥方;徐哲;徐成;廖凡
• 申請（專利權）人: 湖北容百鋰電材料有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M2/26;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;H01M10/0587
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 朱宏偉

1.一種電芯的正極活性材料，其特征在于，其為改性鎳鈷錳酸鋰，所述的改性鎳鈷錳酸鋰中鎳鈷錳的摩爾比為：x:y:z,其中x＝1-99，y＝1-99，z＝1-99，x+y+z＝100；所述的改性鎳鈷錳酸鋰為單晶結構，所述的改性鎳鈷錳酸鋰為摻雜型鎳鈷錳酸鋰、包覆型鎳鈷錳酸鋰中的一種或多種。

2.根據(jù)權利要求1所述的電芯的正極活性材料，其特征在于，所述的改性鎳鈷錳酸鋰粒度D50為1-15μm。

3.根據(jù)權利要求1所述的電芯的正極活性材料，其特征在于，所述摻雜型鎳鈷錳酸鋰的摻雜為金屬元素與非金屬元素雙摻雜，金屬摻雜元素為Mg、Al、Rh、Zr、Ca、Ti、V中的一種或多種，非金屬摻雜元素為F、N、C、S、P、Si的一種或多種，金屬元素與非金屬元素的摻雜量分別為0-100000ppm。

4.根據(jù)權利要求1所述的電芯的正極活性材料，其特征在于，所述包覆型鎳鈷錳酸鋰的包覆層為非金屬化合物、金屬化合物中的一種或多種，其中非金屬化合物為導電高分子，導電炭黑，碳納米管，石墨烯，S、C、P、Si、B的化合物中的一種或多種，金屬化合物為Al、Mg、Ca、Zr、Be、Ti、Zn的金屬化合物的一種或多種，包覆量為0-100000ppm，包覆厚度為0-100μm。

5.一種高電壓高倍率電芯，包括正極、負極和隔膜，其特征在于，所述電芯采用隔膜、正極、隔膜和負極相連的全極耳卷繞式結構；所述正極包括正極粘結劑、正極導電劑、正極集流體和權利要求1-4任意一項所述的正極活性材料；所述負極包括負極活性材料、負極導電劑、負極粘結劑和負極集流體。

6.根據(jù)權利要求5所述的高電壓高倍率電芯，其特征在于，用于制作所述正極的正極漿料為將50-98份鎳鈷錳酸鋰、0.5-10份正極導電劑、0.5-10份正極粘結劑與溶劑制成的固含量為40-80％的漿料。

7.根據(jù)權利要求5所述的高電壓高倍率電芯，其特征在于，所述正極粘結劑采用聚偏氟乙烯，羧基纖維素鈉，聚丙烯酸中的一種或多種；所述正極導電劑采用導電炭黑，碳納米管，石墨烯，碳纖維中的一種或多種；正極集流體采用鋁箔。

8.根據(jù)權利要求5所述的高電壓高倍率電芯，其特征在于，用于制作所述負極的負極漿料為將70-98份負極活性材料，0.5-10份負極導電劑，0.5-10份負極粘結劑與溶劑制成的固含量為30-60％的漿料。

9.根據(jù)權利要求5所述的高電壓高倍率電芯，其特征在于，所述負極導電劑采用導電炭黑、碳納米管、石墨烯、碳纖維中的一種或多種；所述負極粘結劑采用羧基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸中的一種或多種；所述負極集流體采用銅箔。

10.一種權利要求5所述高電壓高倍率電芯的制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)配料：正極漿料配制是先將粘結劑加入溶劑中攪拌0.5-10小時，然后加入導電劑攪拌0.5-10小時，最后加入錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰攪拌0.5-10小時制成的漿料；負極漿料配置是先將粘結劑加入溶劑中攪拌0.5-10小時，然后加入導電劑攪拌0.5-10小時，再加入負極材料攪拌0.5-10h制成的漿料；

(2)涂布：將攪拌好的漿料均勻的涂布在正負極箔材上面；其中正極鋁箔厚度為12-25μm，負極銅箔厚度為6-20μm；

(3)輥壓：將涂布好的正負極片分別通過輥壓機輥壓到合適厚度；

(4)分切：將輥壓后的極片通過分切機分切到合適寬度；

(5)卷繞：將分切好的正負極片以及隔膜按照隔膜，正極片，隔膜，負極片的相連的方式卷繞在卷針上，卷繞完成之后用膠帶粘好；

(6)裝配：將正極鋁極耳焊接到卷繞好的卷芯正極集流體上，將負極銅鎳極耳焊接到卷繞好的卷芯負極集流體上；然后將焊接好的卷芯裝入鋁塑膜包裝內，進行頂封；

(7)烘烤：將頂封好的電芯在真空狀態(tài)下進行烘烤0.5-96小時；

(8)注液及化成：將烘烤后的卷芯注入電解液，化成后將電池內的氣體排出，對氣袋側進行密封并切除氣袋；

(9)分容。