[发明专利]石墨烯超低温动力锂电池

权利要求书

1.一种石墨烯超低温动力锂电池，包括：电池外壳、在所述电池外壳内置于所述电池外壳的底壁上的负极绝缘片、在所述电池外壳内置于所述负极绝缘片上的电芯、在所述电池外壳内置于所述电芯上的正极绝缘片、以及设于所述正极绝缘片上方以封闭所述电池外壳的顶部的盖帽，所述盖帽与所述电池外壳所封闭的内部空间形成用于容纳电解液的电解液腔，所述电芯包括正极极片、负极极片以及设置在所述正极极片与所述负极极片之间的隔膜，所述正极极片上设有至少一个正极极耳，所述负极极片上设有至少一个负极极耳，所述至少一个正极极耳穿过所述正极绝缘片与所述盖帽连接，所述至少一个负极极耳穿过所述负极绝缘片与所述电池外壳连接，其特征在于：

所述正极极片包括正极集流体以及分别设置于所述正极集流体两侧面的正极材料涂层，所述正极材料涂层由正极材料混合物涂覆于所述正极集流体表面制成，所述正极材料混合物包含纳米颗粒正极材料、正极粘结剂、正极混合导电剂以及正极溶剂；

所述负极极片包括负极集流体以及分别设置于所述负极集流体两侧面的负极材料涂层，所述负极材料涂层由负极材料混合物涂覆于所述负极集流体表面制成，所述负极材料混合物包含纳米颗粒负极材料、负极粘结剂、负极混合导电剂以及负极溶剂；

其中，所述纳米颗粒正极材料为磷酸铁锂纳米颗粒，所述正极混合导电剂中按重量份数计包含：97～99份正极导电剂基料、0.2～0.4份石墨烯、0.2～0.4份SP、以及0.2～0.4份KS-6；

所述正极集流体和/或所述负极集流体包括呈矩阵状排列的贯穿基材的上下表面的若干贯穿孔；所述若干贯穿孔包括交错设置的第一类贯穿孔和第二类贯穿孔，所述第一类贯穿孔从基材的第一表面向第二表面冲压而成，所述第二类贯穿孔从基材的第二表面向第一表面冲压而成，每个所述第一类贯穿孔和每个所述第二类贯穿孔均包括由于冲压形成的毛边；每行所述第一类贯穿孔的横向连线与每行所述第二类贯穿孔的横向连线等间隔交替设置，每列所述第一类贯穿孔的纵向连线与每列所述第二类贯穿孔的纵向连线等间隔交替设置，使得每个第一类贯穿孔位于相邻的四个第二类贯穿孔的中央，每个第二类贯穿孔位于相邻的四个第一类贯穿孔的中央，由冲压导致的基材形变使所述正极集流体和/或所述负极集流体形成高低起伏的三维立体构造；以及

所述负极极耳包括铜基体以及复合于铜基体表面的氟化石墨烯膜，所述正极极耳包括铝基体以及复合于铝基体表面的氟化石墨烯膜。

2.如权利要求1所述的石墨烯超低温动力锂电池，其特征在于，所述纳米颗粒正极材料包括粒径10～30纳米的一级磷酸铁锂纳米颗粒、粒径40～60纳米的二级磷酸铁锂纳米颗粒以及粒径80～100纳米的三级磷酸铁锂纳米颗粒。

3.如权利要求2所述的石墨烯超低温动力锂电池，其特征在于，在所述纳米颗粒正极材料中，所述一级磷酸铁锂纳米颗粒、所述二级磷酸铁锂纳米颗粒和所述三级磷酸铁锂纳米颗粒的质量比为1:2～5:8～10。

4.如权利要求1所述的石墨烯超低温动力锂电池，其特征在于，所述正极混合导电剂中按重量份数计还包含0.2～0.4份碳纳米管。

5.如权利要求4所述的石墨烯超低温动力锂电池，其特征在于，所述正极混合导电剂中按重量份数计还包含0.2～0.4份高纯碳。

6.如权利要求5所述的石墨烯超低温动力锂电池，其特征在于，所述正极混合导电剂中以质量百分比计所含石墨烯、SP、KS-6、碳纳米管及高纯碳的总量小于等于2％。

7.如权利要求6所述的石墨烯超低温动力锂电池，其特征在于，所述正极导电剂基料为导电炭黑、导电石墨、科勤黑、乙炔黑或纳米碳纤维中的一种或至少两种的混合物。

8.如权利要求1～7中任一项所述的石墨烯超低温动力锂电池，其特征在于，所述负极混合导电剂中按重量份数计包含：97～99份负极导电剂基料、0.2～0.4份石墨烯、0.2～0.4份SP、以及0.2～0.4份KS-6。