[發明專利]一種低溫倍率型動力鋰離子電池及其制備方法

有效

• 申請號: 202110541538.3
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113178623B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 吳耀幫;江束林;耿輝
• 申請（專利權）人: 吳耀幫
• 主分類號: H01M10/0587
• 分類號: H01M10/0587;H01M10/0525;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/587;H01M4/485;H01M10/0567;H01M10/0568;H01M10/0569
• 代理公司: 深圳市金信啟明知識產權代理有限公司 44484
• 代理人: 周斌

1.一種低溫倍率型動力鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

步驟一、制備復合正極材料碳融合二次粒子：將復合正極材料、粘結劑、復合導電漿料按比例加入到真空高速攪拌機攪拌，噴霧造粒后得到復合正極材料二次粒子；將復合正極材料二次粒子在氣氛爐中進行300～400℃裂解，得到復合正極材料碳融合二次粒子；所述復合正極材料是指小粒徑單晶鎳鈷錳酸鋰LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂、小粒徑單晶鎳鈷錳酸鋰LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂、多晶鎳鈷錳酸鋰LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂、高倍率鈷酸鋰LiCoO₂、納米磷酸鐵鋰LiFePO₄按0.5～1：2～3：0.5～1：1：2的質量比得到的復合正極材料；復合導電漿料是指石墨烯、碳納米管按0.5～1:1～2的質量比形成的混合溶液；

步驟二、制備表面融合納米鈦酸鋰的石墨二次粒子負極材料：將納米鈦酸鋰Li₄Ti₅O₁₂、石墨二次粒子、粘結劑按比例加入到真空高速攪拌機攪拌，噴霧造粒后得到復合粒子；將復合粒子在氣氛爐中進行400～500℃裂解，得到表面融合納米鈦酸鋰的石墨二次粒子；

步驟三、制備正極片：將制備得到的復合正極材料碳融合二次粒子、導電炭黑、粘結劑、有機溶劑按1：0.01～0.03：0.01～0.03：0.3～0.5的質量比加入到真空高速攪拌機經合漿，涂布在鋁集流體上，制備得到符合工藝標準的正極片；

步驟四、制備負極片：將制備得到的表面融合納米鈦酸鋰的石墨二次粒子、導電劑、導電石墨、粘結劑、分散劑、水H₂O按1：0.005～0.03：0.005～0.03：0.01～0.03：0.01～0.03：0.8～1.4的質量比加入到真空高速攪拌機經合漿，涂布在銅集流體上，制備得到符合工藝標準的負極片；

步驟五、將溶劑、鋰鹽、添加劑按如下質量百分比進行配制：六氟磷酸鋰LiPF₆占比14～16％、雙氟磺酰亞胺鋰LiFSI占比2～4％、碳酸乙烯酯EC占比15～25％、碳酸丙烯酯PC占比10～15％、碳酸甲乙酯EMC占比15～30％、乙酸乙酯EA占比25～40％、氟代碳酸乙烯酯FEC占比2～3％、三(三甲基硅烷)磷酸酯TMSP占比2～3％；

步驟六、將制備得到的符合工藝標準的正負極片按尺寸要求分切后真空烘烤，將烘烤后的極片按尺寸位置焊接極耳，焊接后復合隔膜紙卷繞后，組裝成型，注入配置好的低溫電解液，所述低溫是指在-40℃環境溫度下；

步驟七、電池按規格要求封裝，經活化及老化工藝后，制成低溫倍率型動力鋰離子電池，活化及老化工藝包括以下步驟：(1)電池注液封口后2h內0.5C充電2min；(2)電池通過0.05C充電至3.35～3.45V，恒壓充電2h；(3)在45～55℃溫度下靜置48～72h；(4)電池通過0.33C充電至4.2V，0.5C放電進行容量分選。

2.根據權利要求1所述的低溫倍率型動力鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述步驟一中，攪拌時間為3～8h，加熱時間控制在1～3h；粘結劑包括SBR乳液、PAA乳液、PVDF、PTFE其中的一種；復合正極材料、粘結劑、復合導電漿料的質量比為1:0.01～0.05：0.01～0.02。

3.根據權利要求1所述的低溫倍率型動力鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述步驟二中，攪拌時間為3～10h，加熱時間控制在2～5h；石墨二次粒子包石油焦基石墨二次粒子、針狀焦基石墨二次粒子、天然石墨基二次粒子其中的一種；粘結劑包括SBR乳液、PAA乳液、PVDF、PTFE其中的一種；納米鈦酸鋰、石墨二次粒子、粘結劑的質量比為0.01～0.05:1:0.01～0.05。