[發明專利]一種高倍率高比能量鋰離子電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202011468780.4
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112599840A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 劉國壯;黃斌;黃光煒;黃定東;許欣凡;李沅蓉
• 申請（專利權）人: 廣西卓能新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/131;H01M4/133;H01M10/0587
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 任漱晨

1.一種高倍率高比能量鋰離子電池，其包括：正極片、負極片、隔膜、電解液、鋼殼、蓋帽，其特征在于，

所述正極片按重量百分比計算，包括如下組分：

鎳鈷鋁酸鋰或鎳鈷錳酸鋰86-97.5％、錳酸鋰0-10％、石墨烯0.5-1％、科琴黑1-1.5％、聚偏氟乙烯1-1.5％；

所述負極片按重量百分比計算，包括如下組分：

石墨硅碳95.3-97％、導電炭黑1-2％、羧甲基纖維素鈉1-1.2％、丁苯橡膠1-1.5％。

2.根據權利要求1所述的一種高倍率高比能量鋰離子電池，其特征在于，所述石墨硅碳的克容量為：400-420mAh/g。

3.一種高倍率高比能量鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1正極片的制作：首先將鎳鈷鋁酸鋰或鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、石墨烯、科琴黑、聚偏氟乙烯混合加入雙星行打漿機中打制2h制成一次漿料；將制成的一次漿料加入高速分散機中，使粘度達到8000±1000mPa.s，獲得二次漿料；將獲得的二次漿料采用噴涂設備按120-160g/㎡的面密度涂覆在14-16μm厚的鋁箔上，烘干制成含水量≤0.15％的半成品正極片；將半成品正極片按照活性物3.3-3.6g/mm³的壓實密度進行滾壓制成密實的極片，然后用全自動分切設備分切為57-58mm寬小片，獲得正極片；

S2負極片的制作：將石墨硅碳、導電炭黑、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠混合加入雙星行打漿機中打制2h制成一次漿料；將制成的一次漿料加入高速分散機中，使粘度達到6000±1000mPa.s，獲得二次漿料；將獲得的二次漿料采用噴涂設備按照70-85g/㎡的面密度涂覆在9-10μm厚的銅箔上，烘干制成含水量≤0.15％的半成品極片；將半成品正極片按照活性物1.4-1.6g/mm³的壓實密度進行滾壓制成密實的極片，然后用全自動分切設備分切為58.5-59.5mm寬小片，獲得負極片；

S3半成品電芯的制備：將S1制得的正極片焊接0.1mm厚4mm寬的鋁帶，S2制得的負極片焊接0.08mm厚4mm寬的鎳帶時正極片焊接0.1mm厚4mm寬的鋁帶，之后將焊接好后的正極片、負極片之間焊接陶瓷隔膜卷繞在全自動卷繞機上、S2制得的負極片分別按要求安裝在全自動卷繞機上，制成直徑17.5±0.25mm，高度61±1mm的卷芯；將制成的卷芯插入治具中，放入真空烤箱，通過抽真空，充氮氣，在溫度為85±10℃、壓力為-40至-90MPa的條件行烘烤，三步循環烘烤16H后，使卷芯中水份含量減少≤200PPM，獲得半成品電芯；

S4電芯制備：采用全自動上下墊片入殼，焊接負極耳與鋼殼后插入PIN，上上墊片，滾槽，測試短路，注入電解液5.6±0.2g；焊接正極耳與蓋帽后封口，清洗，獲得電芯；

S5電池制備：將S4制得的電芯在溫度為35-45℃的環境下老化36H后，上到化成柜上進行化成，用0.2C的電流充電10H后,將電芯先在溫度為40±5℃的環境下老化五天，然后對電芯進行電壓內阻篩選，合格電芯分容單充電壓控制在3.6-3.9V，并在溫度為40±5℃的環境下老化五天，老化過程中包好PET，然后通過配組機篩選電芯成不同電壓內阻檔次，將合格電芯分容、最后將容量≥2500mAh的電芯，FQC外觀全檢合格后的電芯，按照容量40mAh,電壓3mV，內阻2mΩ配好組，檢查合格后制得高倍率高比能量鋰離子電池。

4.根據權利要求1所述的一種高倍率高比能量鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述S1中雙星行打漿機的自轉轉速為48轉/min，公轉轉速為1700轉/min，所述高速分散機的轉速為4000±500轉/min。

5.根據權利要求1所述的一種高倍率高比能量鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述S2中雙星行打漿機的自轉轉速為48轉/min，公轉轉速為1500轉/min，所述高速分散機的轉速為3500±500轉/min。

6.根據權利要求1所述的一種高倍率高比能量鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述S3中陶瓷隔膜采用8μm的PE膜兩面各涂覆3μm的α晶型三氧化二鋁制成，該陶瓷隔膜的寬度為60.5mm。

7.根據權利要求1所述的一種高倍率高比能量鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述S4中制備環境溫度為20-25℃，露點溫度≦-38℃。