[发明专利]一种高容量电动工具用锂离子动力电池及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及的是一种高容量电动工具用锂离子动力电池及其制造方法。属于锂离子二次电池技术领域，该电池包含正极片、负极片、隔膜、电解液及电池外壳，正极片由铝箔涂覆正极浆料构成，负极片由铜箔涂覆负极浆料构成，隔膜为具有微孔的聚丙烯或聚乙烯或三层聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合薄膜，电池外壳由不锈钢壳体和盖帽组成。电池外形为圆柱体，圆柱直径18mm，高65mm，电池极组为缠绕型电极组件。

【背景技术】

中国是世界电动工具的制造基地，中国的电动工具市场对动力电池的需求巨大，以前电动工具主要配套镉镍电池，2005年中国发改委发布文件明确限制镉镍电池，鼓励发展锂离子电池和氢镍电池，目前锂离子电池的市场份额增长迅速。高容量、高功率、低成本成为未来动力电池发展的主要方向。电动工具一般使用圆柱形18650电池，即电池直径18mm，高65mm，容量为1300mAh左右。随着用户使用要求的不断提高，迫切需要更高容量的动力电池以满足市场。

正负极材料及电解液、工艺配方上的差异使得电池有不同的性能，尤其是正极材料对电池的性能影响最大。目前市场上的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元材料(Li(NiCoMn)O2)及磷酸亚铁锂(LiFePO4)。三元材料电池因其综合性能优越，成为最有希望的电动工具电池。而圆柱18650电池容量从1300mAh提高至2000mAh，一方面需要大幅提高电池的体积比能量，另一方面为了满足大电流充放电，需要尽量降低电池内阻，这就需要电池工艺参数、电极配方及结构方面有较大调整。

【发明内容】

本发明提供了一种高容量电动工具用锂离子动力电池及其制造方法，该电池容量不低于2000mAh，安全性能好，可实现大电流充放电，放电效率高，循环性能优越。

本发明提供的锂离子动力电池包括正极片、负极片、隔膜、电解液及电池外壳，正极片由铝箔涂覆正极浆料构成，负极片由铜箔涂覆负极浆料构成，隔膜为具有微孔的15-20μm厚度的聚丙烯或聚乙烯或三层聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合薄膜，电池外壳由圆柱形镀镍钢壳和复合盖帽组成。

所述的正极浆料组成(重量百分比)按镍钴锰酸锂三元材料94％-98％、导电剂1％-5％、粘结剂1％-5％；负极浆料组成(重量百分比)按人造石墨粉90％-96％、导电剂1％-6％、粘结剂1％-6％。

所述的导电剂为Super P、导电石墨、科琴黑、碳纳米管中的一种或几种，粘结剂为聚偏氟乙烯和丁苯橡胶SBR。

所述的电池外形为圆柱体，圆柱直径18mm，高65mm，电池极组为缠绕型电极组件，电池容量2000mAh。

本发明提供的高容量电动工具用锂离子动力电池及其制造方法，包括以下步骤：

(1)正极的制备。将三元正极活性材料和导电剂置于含粘结剂的N-甲基吡咯烷酮溶液中，通过搅拌混匀形成正极浆料，涂覆于铝箔上；

(2)负极的制备。将人造石墨粉和导电剂置于含粘结剂的去离子水溶液中，通过搅拌混匀形成负极浆料，涂覆于铜箔上；

(3)正负极片的制备。将正负极烘干、辊压、分条，制成特定尺寸的带极耳的正负极片；

(4)电池的组装。按常规工艺将正负极片叠加后卷绕制成极组，正负极片之间放置隔膜，然后装入电池外壳，通过真空注液机注入电解液后封口，化成后即制得锂离子动力电池。

本发明与传统工艺相比的有益效果是：本发明制造的锂离子动力电池容量大，容量超过2000mAh，电池安全性能好，可实现20A以上大电流放电，放电效率高，循环性能优越。采用克容量较高的活性材料及新型导电剂，优化极片长度、压实密度等工艺参数，显著提高了电池的体积比能量，改善了电池的高倍率放电性能。

【附图说明】

图1为本发明制作电池的工艺流程示意图。

图2为本发明制成电池的20A放电曲线。

图3为本发明制成电池1C充电20A放电300次的循环图。

【具体实施方式】

以下列举具体实施例对本发明进行说明。需要指出的是，以下实施例以2000mAh圆柱18650电池对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，针对1300mAh以上的高容量锂离子动力电池，其他人根据本发明的提示做出的非本质修改仍属于本发明的保护范围。

实施例1：