[發明專利]一種超高倍率鋰電池及其制造方法

在審

• 申請號: 202010562362.5
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111769254A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 楊露
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/136;H01M4/1393;H01M4/1397;H01M4/04;H01M10/052;H01M10/0525;H01M10/0587
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 劉勇

本發明公開了一種超高倍率鋰電池及其制造方法，包括正極片、負極片、隔膜、電解液和外殼；正極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體上的正極材料，正極材料由下述質量份的原料制成：磷酸鐵鋰90～95份、導電炭黑0.5～4份、碳納米管1～5份、聚偏氟乙烯乳液1～5份；負極片包括負極集流體和涂覆在負極集流體上的負極材料，負極材料由下述質量份的原料制成：石墨粉90～95份、導電炭黑1～5份、羧甲基纖維素鈉0.5～4份、丁苯橡膠乳液1～5份。本發明制造的鋰電池可滿足快充和高脈沖功率的性能要求，具備55C持續放電性能，適用于方程式賽車的車載動力系統，電網儲能系統和特種領域的能源供電系統。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種超高倍率鋰電池及其制造方法。

背景技術

能源和環境是人類在21世紀必須面對的兩個嚴峻問題，開發新能源和清潔可再生能源是今后世界經濟中最具決定性影響的技術領域之一。鋰離子電池具有較高的比能量密度、高的電池工作電壓、自放電率低、儲存壽命長等優點，可以廣泛應用于軍事、民用小型電器中。

橄欖石結構磷酸鐵鋰擁有良好的充放電平臺，極高的安全性與環保性，極好的可逆容量與極優的循環性能等優點，已得到了越來越多的關注與研究。基于未來市場發展趨勢及政策環境，對電池的快速充電、高倍率性能的要求，一些軍用設備和航模、電磁彈射裝置等場景要求電池滿足15C以上高倍率的鋰離子電池。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明的目的在于避免現有技術中的不足之處而提出一種超高倍率鋰電池及其制造方法，可滿足對鋰電池快充和高脈沖功率的性能要求，具備55C持續放電性能，適用于方程式賽車的車載動力系統，電網儲能系統和特種領域的能源供電系統。

本發明提出的一種超高倍率鋰電池，包括正極片、負極片、隔膜、電解液和外殼；

所述正極片包括正極集流體和涂覆在所述正極集流體上的正極材料，所述正極材料由下述質量份的原料制成：磷酸鐵鋰90～95份、導電炭黑0.5～4份、碳納米管1～5份、聚偏氟乙烯乳液1～5份；

所述負極片包括負極集流體和涂覆在所述負極集流體上的負極材料，所述負極材料由下述質量份的原料制成：石墨粉90～95份、導電炭黑1～5份、羧甲基纖維素鈉0.5～4份、丁苯橡膠乳液1～5份。

優選地，所述正極片的單面面密度為60～80g/m²。

優選地，所述負極片的單面面密度為30～40g/m²。

優選地，所述正極片的制備方法為：先將聚偏氟乙烯乳液加入溶劑中攪拌均勻，真空靜置消泡后加入磷酸鐵鋰、導電炭黑、碳納米管攪拌均勻，然后調節粘度，得到正極漿料，將所述正極漿料涂布在正極集流體上，干燥，即得正極片。

優選地，所述正極片的制備方法為：先將聚偏氟乙烯乳液加入N-甲基吡咯烷酮中攪拌3～6h制得固含量為6～10％的聚偏氟乙烯溶液，在真空度為0.1～0.3Mpa的條件下真空靜置消泡1～3h，然后加入磷酸鐵鋰、導電炭黑、碳納米管攪拌6～12h，然后加N-甲基吡咯烷酮調節粘度，得到粘度為4000～8000mPa·s，固含量為50～55％的正極漿料，將所述正極漿料涂布在鋁箔上，干燥，即得正極片。

優選地，所述負極片的制備方法為：先將羧甲基纖維素鈉加入水中攪拌均勻，真空靜置消泡后加入石墨粉、導電炭黑、丁苯橡膠乳液攪拌均勻，然后調節粘度，得到負極漿料，將所述負極漿料涂布在負極集流體上，干燥，即得負極片。

優選地，所述負極片的制備方法為：先將羧甲基纖維素鈉加入水中攪拌3～6h制得固含量為1～3％的羧甲基纖維素鈉溶液，在真空度為0.1～0.3Mpa的條件下真空靜置消泡1～3h，再加入石墨粉、導電炭黑、丁苯橡膠乳液攪拌6～12h，然后加水調節粘度，得到粘度為3000～6000mPa·s，固含量為40～50％的負極漿料，將所述負極漿料涂布在銅箔上，干燥，即得負極片。