[发明专利]一种混合动力汽车启动电源用方形锂离子电池及制造方法

说明书

本发明涉及锂离子二次电池制作技术领域，提供了一种混合动力汽车启动电源用方形锂离子电池及制作方法。该电池包括正极片、负极片、隔膜、电解液、绝缘衬套及电池外壳组成，其中正极片包含正极活性物质、粘结剂、导电剂和铝箔等，负极片包含负极活性物质、粘结剂、导电剂和铜箔等。本发明对材料体系进行了优化，所述正极活性物质为含N石墨烯负载Al₂O₃的复合材料掺杂磷酸铁锂，所述负极活性物质为多壁碳纳米管负载CuO/Cu的复合材料包覆天然石墨。在优化条件下制作的锂离子电池内阻小，倍率循环性能及大电流放电性能优异，可满足混合动力汽车启动电源需求。

技术领域

本发明属于锂离子电池生产技术领域，涉及一种混合动力汽车启动电源用方形锂离子电池及其制造方法。该电池包括正极片、负极片、隔膜、电解液、绝缘衬套及电池外壳，正极片包含正极活性物质、粘结剂、导电剂和铝箔，负极片包含负极活性物质、粘结剂、导电剂和铜箔，隔膜为PP/PE/PP三层膜，电解液为高电导率安全型电解液，绝缘衬套为聚丙烯薄膜，电池外壳采用铝合金材质，激光焊成型。本发明对材料体系进行了优化，包括正极活性物质优化，正极活性物质为石墨烯复合材料掺杂锂源；包括负极活性物质优化，负极活性物质为多壁碳纳米管复合材料包覆天然石墨。在优化条件下制作的锂离子电池内阻小，倍率循环性能及大电流放电性能优异，满足了混合电动汽车的使用需求。

背景技术

混合动力汽车的动力系统包括发电机和蓄电池，传统的混合动力汽车用蓄电池有铅酸电池和镍镉电池，但这两种电池在使用过程中存在高污染以及存储失效等缺陷，且铅酸电池在放电态下，性能衰退严重。而磷酸铁锂电池不含任何重金属与稀有金属，无毒无污染，且充放电效率高，循环性能好。其晶体中的P-O键稳固，即使在高温或过充情况下也不会发生结构崩塌现象，因此稳定性较好。此外磷酸铁锂电池重量轻，同等容量的锂离子电池重量是铅酸电池的1/3。这一系列的问题激发了人们研究锂离子电池替换传统蓄电池的热潮。然而普通锂离子电池在使用过程中仍然存在一些问题，例如：

1、部分锂离子电池存在内阻偏大的问题，而锂离子电池的内阻对电池性能有较大的影响，电池内阻大，会产生大量焦耳热，导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短，影响电池寿命。

2、混合动力汽车领域，需要所适配的电池具有瞬时的高功率，这对电池的大电流放电性能有较高要求，而锂离子电池在大电流放电情况下，电池迅速升温，甚至发生短路，存在严重的安全隐患。

3、普通锂离子电池倍率循环性能差，倍率循环条件下，电池内部极化增大，内阻增大，随着循环次数增多，电解液及正负极材料出现不同程度的损耗，降低了电池的容量与寿命。

因此，开发内阻小、大电流及倍率循环性能优异的锂离子电池成为近几年的研究热点。

发明内容

本发明提供了一种混合动力汽车启动电源用方形锂离子电池及其制造方法，包括正极片、负极片、隔膜、电解液、绝缘衬套及电池外壳。所述正极片中浆料质量百分比为（不包括溶剂）：按正极活性物质89%-95%、粘结剂2%-4%、导电剂3%-7%。所述负极片中浆料质量百分比为（不包括溶剂）：按负极活性物质86%-92%、粘结剂3%-5%、导电剂5%-9%。

通过的途径和解决的问题分析如下：

1、优选正极材料