[發(fā)明專利]一種高倍率高比能量鋰離子電池及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011468780.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112599840A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國(guó)壯;黃斌;黃光煒;黃定東;許欣凡;李沅蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西卓能新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0525
• 分類號(hào): H01M10/0525;H01M4/131;H01M4/133;H01M10/0587
• 代理公司: 北京卓嵐智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 任漱晨

一種高倍率高比能量鋰離子電池，其包括：正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液、鋼殼、蓋帽，所述正極片按重量百分比計(jì)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(fù)極片按重量百分比計(jì)算，包括如下組分：石墨硅碳95.3?97％、導(dǎo)電炭黑1?2％、羧甲基纖維素鈉1?1.2％、丁苯橡膠1?1.5％。該高倍率高比能量鋰離子電池穩(wěn)定性較好、循環(huán)性能高、功率密度高，可應(yīng)用于電動(dòng)工具、割草機(jī)等大功率電器上。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種高倍率高比能量鋰離子電池，具體涉及一種高倍率高比能量鋰離子電池及其制備方法。

【背景技術(shù)】

三元材料是指由三種化學(xué)成分(元素)、組分(單質(zhì)及化合物)或部分(零件)組成的材料整體，包括合金、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)材料、高分子復(fù)合材料等，廣泛應(yīng)用于礦物提取、金屬冶煉、材料加工、新型能源等行業(yè)。三元材料做正極的電池相對(duì)于鈷酸鋰電池安全性高，鈷酸鋰和三元材料都是良好的鋰電池正極材料，但是現(xiàn)有的三元材料加工性能不穩(wěn)定，因其對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的濕度要求高，易出現(xiàn)吸水后漿料變稠，導(dǎo)致涂布面密度不穩(wěn)定，生產(chǎn)的產(chǎn)品合格率低于90％，且產(chǎn)品的安全性能差、倍率循環(huán)性能不達(dá)標(biāo)，如重物沖擊不能完全達(dá)標(biāo)，電池的熱穩(wěn)定性差內(nèi)部短路后容易熱擴(kuò)散，爆炸起火，循環(huán)性能1C8C充放低于300周，功率密度低為≦500Wh/kg，無(wú)法在電動(dòng)工具、割草機(jī)等大功率電器上使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高倍率高比能量鋰離子電池及其制備方法，最終制得的電池穩(wěn)定性較好、循環(huán)性能高、功率密度高，可應(yīng)用于電動(dòng)工具、割草機(jī)等大功率電器上。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，提供一種高倍率高比能量鋰離子電池，其包括：正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液、鋼殼、蓋帽，所述正極片按重量百分比計(jì)算，包括如下組分：

鎳鈷鋁酸鋰或鎳鈷錳酸鋰86-96％、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％，于本發(fā)明中，正極片中各個(gè)組分的含量需按上述進(jìn)行配比，若各組分含量高于對(duì)應(yīng)的范圍，其加工及性能將達(dá)不到最終所需，若低于對(duì)應(yīng)范圍，則會(huì)使最終制得的鋰離子電池比能量低；

所述負(fù)極片按重量百分比計(jì)算，包括如下組分：

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

特別的，所述石墨硅碳的克容量為：400-420mAh/g；于本發(fā)明中，若石墨碳的克容量低于400mAh/g將達(dá)不到壓實(shí)要求，若高于420mAh/g，在增加成本的同時(shí)會(huì)使最終制備的鋰離子電池性能變差。

本發(fā)明還提供一種高倍率高比能量鋰離子電池的制備方法，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(jī)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(jī)中，使粘度達(dá)到8000±1000mPa.s，獲得二次漿料；將獲得的二次漿料采用噴涂設(shè)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(shí)密度進(jìn)行滾壓制成密實(shí)的極片，然后用全自動(dòng)分切設(shè)備分切為57-58mm寬小片，獲得正極片；

S2負(fù)極片的制作：將石墨硅碳、導(dǎo)電炭黑、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠混合加入雙星行打漿機(jī)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(jī)中，使粘度達(dá)到6000±1000mPa.s，獲得二次漿料；將獲得的二次漿料采用噴涂設(shè)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(shí)密度進(jìn)行滾壓制成密實(shí)的極片，然后用全自動(dòng)分切設(shè)備分切為58.5-59.5mm寬小片，獲得負(fù)極片；