[發明專利]一種能夠提高低溫性能的鋰離子電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202011369340.3
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN114583094A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 張坤;張紹麗;李大兵
• 申請（專利權）人: 力神（青島）新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

1.一種能夠提高低溫性能的鋰離子電池，其特征在于，包括正極極片、負極極片、隔離膜以及電解液；

其中，正極片包括涂覆有正極膜片層的正極集流體以及正極集流體連接的正極極耳；其中，負極極片包括涂覆有負極膜片層的負極集流體以及與負極集流體連接的負極極耳；其中，隔離膜設置在正極極片和負極極片之間；

所述正極膜片層內包括以下質量百分比的組分：

93～97％的正極活性物質、0.5～2％納米碳管、0.8～2％的乙炔黑和1～2％的聚偏氟乙烯；

所述正極活性物質，包括分子式為Li_aNi_xCo_yM_zO₂材料；

其中，0.95≤a≤1.2，x＞0，y＞0，z＞0，且x+y+z＝1；

其中，M選自Mn和Al中的一種或兩種。

2.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述負極膜片層內包括以下質量百分比的組分：

93～97.5％的負極活性物質，1～3％的乙炔黑，1～3％的羧甲基纖維素鈉和1.1～3％的SAR；

所述負極活性物質，包括石墨類碳材料；

所述隔離膜為涂膠陶瓷隔膜。

3.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，負極極片中使用質量百分比濃度為1～2％的SAR作為粘合劑。

4.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，正極極片厚度為90um-110um，負極極片厚度為100um-140um。

5.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述隔離膜為涂層隔膜；

所述隔膜集體為聚乙烯PE、芳綸、聚丙烯中的一種或多種的組合；

所述隔膜集體上的涂層為陶瓷或勃母石；

所述隔離膜的粘結劑為聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯；

所述隔離膜的總厚度為12～20μm。

6.一種能夠提高低溫性能的鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，制備正極極片：以NMP為溶劑，完全溶解作為粘結劑的PVDF后，加入作為導電劑的納米碳管和乙炔黑，并通過攪拌機進行高速分散，然后混入正極活性物質，充分合漿后獲得正極活性物質漿料，使用涂布機將正極活性物質漿料均勻涂覆在鋁箔上，烘干、輥壓、分切后，制成正極極片；

第二步，制備負極極片：以去離子水為溶劑，完全分散作為粘結劑的CMC后，混入作為導電劑的乙炔黑和作為負極活性物質的人造石墨，然后再與SAR混合制漿，獲得負極活性物質漿料，然后通過涂布機將負極活性物質漿料涂敷在銅箔上，烘干、輥壓、分切后制成負極片；

第三步，根據正極極片和負極極片的尺寸，將預設的隔離膜設置在正極極片和負極極片之間，卷繞或者層疊成電芯，然后將電芯入殼后，再注入1.15mol/L的LiPF₆電解液，該LiPF₆電解液中的溶劑包括碳酸乙烯酯EC、碳酸甲基乙基酯EMC和碳酸二乙酯DEC，碳酸乙烯酯EC、碳酸甲基乙基酯EMC和碳酸二乙酯DEC之間的體積比2:5:3或者3:5:2，然后再化成，最終制備獲得鋰離子電池。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在第一步中，正極極片的涂覆面密度為300kg/m²～335kg/m²；

在第一步中，在作為溶劑的NMP中，所加入的溶質具體包括以下質量百分比的組分：

93～97％的正極活性物質、0.5～2％的納米碳管、0.8～2％的乙炔黑和1～2％的聚偏氟乙烯；

在第一步中，正極活性物質漿料的固含量為72.8％；

在第一步中，正極極片的厚度為90μm～110μm。