[发明专利]用于超低温放电的聚合物锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明公开了用于超低温放电的聚合物锂离子电池及其制备方法，正极片组成的质量比为：钴酸锂：粘结剂：导电剂＝94.0‑96％：1.3‑2.0％：2.5‑4％；负极片组成的质量比为：中间相炭微球：导电剂：悬浮剂：丙烯酸树脂＝94‑95.5％：1.5‑2.5％：0.5‑1.5％：3.0‑3.5％；所述隔离膜为油性双面涂胶隔膜；所述电解液由LIPF6、溶剂组成。本申请的聚合物锂离子电池在‑50℃低温环境下，电池内部的正负极材料中的辅材未出现玻璃化，能够以0.2C进行正常放电，多次循环后电池容量保持率高，适合在我国北方、俄罗斯或欧洲地区(高纬度地区)等气温较低环境中长期循环工作；安全性高、符合国家标准。

技术领域

本发明涉及低温锂离子电池领域，具体涉及一种用于超低温放电的聚合物锂离子电池及其制备方法。

背景技术

聚合物锂电池(Li-polymer，又称高分子锂电池)：它也是锂离子电池的一种，但是与液锂电池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化，以及高安全性等多种明显优势，是一种新型电池。在形状上，锂聚合物电池具有超薄化特征，可以配合各种产品的需要，制作成任何形状与容量的电池。与液态锂离子电池相比，聚合物锂离子电池不但安全性高，同时还具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，外壳也使用了更轻的铝塑复合薄膜。不过，现有聚合物锂电池的低温放电性能还有待提升。

现有的聚合物锂电池在低温放电方面主要是可以保持在-20℃至 -10℃的0.2C放电，部分特种低温电池(军工用品类电池)可以控制在 -40℃至-30℃的温度区间下进行0.2C放电，但在-50℃下的低温放电电池在市场上暂未有相关产品大量投放，在技术领域类也存在着一定的空白，其所包含的技术要点存在于电池的正负极主材，配方，隔膜，电解液与设计等各方面问题中。在我国北方，俄罗斯或欧洲地区(高纬度地区)，气温较低，冬天普遍在-20℃以下。在此温度下，相比常温下，电池的内部发生了强烈改变，主要情况为：1.电解液的粘度提高导致导电率降低，正负极之间的锂离子传递的速率和嵌锂难度增加；2.电池内部的正负极材料中的辅材出现玻璃化，阻碍了锂离子的导电(阻碍出现在整个极片的全部位置，但最大阻力在主材与集流体之间)。

现有的专利中一种低温高容量聚合物锂离子电池制备方法(ZL201610649334.0)，其的工作温度范围为-40～50℃，低温性能良好，可在-40℃下1C放电约40％，能量密度可达250-255Wh/kg，但无法满足在-50℃下的低温使用。同时该专利的正极片中采用的是钴酸锂，常规的钴酸锂颗粒较大，大颗粒的材料在辊压后形成的颗粒与颗粒之间的离子通道较少，而低温状态下，这些离子通道缺少将直接导致正极导电性能的下降，无法满足-50℃的低温环境；

同时该专利的负极片采用的是普通石墨，而复合石墨与天然石墨的石墨化颗粒度分布广，造成的离子通道数量相对较少，在超低温环境下，该结构的问题被更加放大，所表现出来的性能较差，难以满足 -50℃的低温环境。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种能够满足-50℃下的低温放电使用的用于超低温放电的聚合物锂离子电池及其制备方法。

为实现该技术目的，本发明的方案是：用于超低温放电的聚合物锂离子电池及其制备方法，包括正极片、负极片、隔离膜、电解液；

所述正极片组成的质量比为：钴酸锂：粘结剂：导电剂＝ 94.0-96％：1.3-2.0％：2.5-4％；

所述负极片组成的质量比为：中间相炭微球：导电剂：悬浮剂：丙烯酸树脂＝94-95.5％：1.5-2.5％：0.5-1.5％：3.0-3.5％；

所述隔离膜为油性双面涂胶隔膜；

所述电解液由LIPF₆、溶剂组成；