[发明专利]一种高能动力电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明动力电池及其制作方法，特别涉及一种高能动力电池及其制作方法。 

背景技术

目前，随着社会的发展，传统石油资源的日益减少，以及以全球变暖为主要特征的气候问题对人类威胁越来越严重。节能环保的电动汽车越来越成为人们出行的最佳选择。而电动汽车的关键部件之一的动力电池需要更高的容量、比能量、高功率、高安全、长寿命。目前市场的电池有一次电池和二次电池，二次电池又分为铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池，由于以上电池容量小、比能量低、功率低、安全性差、使用寿命短等问题严重制约着电动汽车行业的发展，要使动力电池在电动汽车上应用得更为广泛，必须提高动力电池的容量、比能量、功率、安全性及使用寿命。 

发明内容

本发明提出一种高能动力电池及其制作方法，在于克服锂离子电池应用于电动车、储能电池时电压低、比能量小、放电效率低、使用寿命短和安全性差、电池结构能不稳定。 

本技术方案是这样实现的： 

本发明公开了一种高能动力电池，包括多个正极、多个负极、多个隔膜、聚合物凝胶电解质、电池壳体，其中，正极、负极以及正负极之间的隔膜组成电芯，电芯采用由依次排列的第一隔膜、负极、第二隔膜、正极相连的叠片式结构，包括： 

正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成，所述的正极活性物质组分和含量(重量百分比)为：20％～25％的锰酸锂，余量为镍钴锰酸锂； 

负极由负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体组成，所述的负极活性物质包括含量(重量百分比)为87％～90％的石墨烯。 

在本发明所述的高能动力电池中，所述的正极采用的粘结剂、导电剂和正极集流体具体为：所述的粘结剂采用聚偏氟乙烯；导电剂采用导电炭黑、导电石墨、鳞片石墨、纳米碳管中的一种或多种；正极集流体采用铝箔。 

在本发明所述的高能动力电池中，所述的正极的组分以及重量百分比为： 

镍钴锰酸锂  58％～70％； 

锰酸锂      20％～25％； 

纳米碳管    1％～3％； 

导电炭黑    1％～3％； 

鳞片石墨    0％～2％； 

聚偏氟乙烯  2％～4％； 

余量为铝箔。 

在本发明所述的高能动力电池中，所述的负极采用的石墨、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体具体为：石墨采用人造石墨、天然石墨、中间相碳微球或硬碳材料中的一种或多种；导电剂采用导电碳黑、纳米碳管中的一种或两种；增稠剂采用羧甲基纤维素钠；粘结剂采用丁苯橡胶；负极集流体采用铜箔； 

在本发明所述的高能动力电池中，所述的负极的组分以及重量百分比为： 

石墨烯          87％～90％； 

导电碳黑        1％～3％； 

纳米碳管        1％～3％； 

丁苯橡胶        3％～5％； 

羧甲基纤维素钠  0％～2％； 

余量为铜箔。 

本发明公开了上述的高能动力电池的制作方法，包括： 

S1.将2wt％～4wt％的聚偏氟乙烯加入N-甲基吡咯烷酮中，在有循环水冷却的条件下进行真空搅拌4～5小时，然后加入混合均匀的20wt％～25wt％的锰酸锂、58wt～70wt％的镍钴锰酸锂和导电剂的混合物，加完料搅拌5～6小时，得到的浆料过150目筛1～2次；其中，导电剂的配比为：1wt％～3wt％的导电炭黑或0wt％～2wt％的鳞片石墨或1wt％～3wt％的纳米碳管或它们三种的混合物； 

S2.将0wt％～2wt％的羧甲基纤维素钠加入去离子水中搅拌4～5小时，随后加入0wt％～2wt％的导电炭黑及0wt％～2wt％的纳米碳管搅拌1～2小时，获得浆料，浆料过胶体磨以使导电炭黑及纳米碳管得到完全分散，再加入87％～90％的负极材料搅拌10～12小时，随后加入3wt％～5wt％的丁苯橡胶搅拌1～2小时，得到的浆料过150目筛1～2次；负极材料为石墨烯； 

S3.使用基材厚度为16～24um铝箔进行正极涂布，负极使用基材厚度为7～13μm的铜箔进行负极涂布； 

S4.将涂布完的膜片卷料放入烘箱85度真空烘烤4小时，除去水份； 

S5.辊压极片，将辊压好的极片进行横切和分切出需要的尺寸； 

S6.将极片在真空下进行85度烘烤4小时；