[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202110541538.3
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113178623B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設計）人: 吳耀幫;江束林;耿輝
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 44484
• 代理人: 周斌

本發(fā)明公開了一種低溫倍率型動力鋰離子電池及其制備方法，所述方法步驟如下：一、制備復合正極材料碳融合二次粒子；二、制備表面融合納米鈦酸鋰的石墨二次粒子負極材料；三、制備正極片；四、制備負極片；五、低溫電解液的配制；六、將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；七、電池按規(guī)格要求封裝，經(jīng)活化及老化工藝后，制成低溫倍率型動力鋰離子電池。本發(fā)明的低溫倍率型動力鋰離子電池可以實現(xiàn)低溫?40℃10C倍率持續(xù)放電能力，低溫?40℃0.2C倍率正常充電能力，滿足極寒低溫下對鋰離子電池充放電能力的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低溫倍率型動力鋰離子電池及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，鋰離子二次電池在3C電子、儲能、新能源車等行業(yè)的廣泛應用，給人們的日常生活帶來極大的便利。鋰離子二次電池以能量密度大、電壓高、自放電小等優(yōu)異的電化學性能，占據(jù)著電動工具、低速代步車、電動叉車、電動HEV/PHEV/EV車、通訊基站、風光互補儲能系統(tǒng)等大部分的市場份額。在上述的使用領(lǐng)域中，低溫寒冷地區(qū)的使用效能大為降低，表現(xiàn)電池可放出的電量下降嚴重，放電功率下降，導致產(chǎn)品在低溫寒冷地區(qū)正常使用存在問題或根本不能使用，這一問題一直是鋰離子電池開發(fā)者面臨的難題。當溫度降至-20℃，鋰離子電池的放電容量和工作電壓都會降低，當溫度降低至-40℃，鋰離子電池的使用性能惡化嚴重，電池已無法滿足正常使用的要求。鋰離子電池低溫使用存在如下問題：(1)充電困難，充電效率低；(2)放不出電，可放出的電量縮減至50％以下；(3)低溫充放電對電池使用壽命影響較大，壽命降至常溫使用時的30％左右。上述問題的產(chǎn)生主要是以下方面的因素導致：(1)低溫下電解液的離子電導率降低，電解液粘度增加較快；(2)低溫下電極表面SEI膜增厚，阻抗增大明顯；(3)低溫下鋰離子在電極材料中擴散速度減慢。綜合上述的影響因素，鋰離子電池低溫充放電性能的提升，必須從多個角度出發(fā)，找到主要問題的主要方面，系統(tǒng)化的電池設計，多維度的參數(shù)考量才能將鋰離子電池低溫性能進行提升。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種低溫倍率型動力鋰離子電池及其制備方法。本發(fā)明從以下三個方面來提升低溫環(huán)境下鋰離子電池綜合性能：(1)采用優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計的正負極材料，提高低溫環(huán)境下鋰離子的擴散速度，有效降低濃差極化，提高放電電壓區(qū)間；(2)采用優(yōu)化的電解液配方，提升低溫環(huán)境下鋰離子的遷移速率，降低歐姆阻抗；(3)采用合理配方及極片孔隙率設計來優(yōu)化極片參數(shù)保證鋰離子電池低溫環(huán)境下性能的提升。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種低溫倍率型動力鋰離子電池的制備方法，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(jié)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低溫裂解，得到復合正極材料碳融合二次粒子。