[发明专利]新型超低温锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种新型超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：首先分别制备正极浆料和负极浆料，然后将制备的正极浆料按面密度300g/m²-400g/m²，压实密度3.4kg/m³-4.0kg/m³进行涂布，负极浆料按面密度150g/m²-220g/m²，压实密度1.3kg/m³-1.6kg/m³进行涂布；最后再经裁切、卷绕或叠层、封装后，即可；

所述负极浆料包括95.5-97份人造石墨、2.5-5份聚偏氟乙烯和2-4份超导石墨，所述负极浆料中人造石墨、聚偏氟乙烯和超导石墨采用N-甲基吡咯烷酮作为溶剂稀释，所述负极浆料的固含量为50％-60％、粘度为5000mPa·s-6000mPa·s；

所述负极浆料的制备方法如下：

(1)按重量份计，称取95.5-97份人造石墨、2.5-5份聚偏氟乙烯和2-4份超导石墨在搅拌机中搅拌30min-60min；

(2)加入N-甲基吡咯烷酮，控制固含量为75％-80％，在搅拌机中以每分钟5m-10m的线速度搅拌120min；

(3)再加入N-甲基吡咯烷酮稀释，然后以每分钟15m-20m的线速度搅拌120min；

(4)将搅拌结束后制备的浆料进行抽真空除泡后，即得；

所述正极浆料的制备方法如下：

(11)按重量份计，将90-97份正极活性材料、1.5-6份聚偏氟乙烯和1-2份超导炭黑在行星式搅拌机中以每分钟5m-10m的线速度混合30min-60min后，再加入0.5-2份碳纳米管，继续在行星式搅拌机中混合；

(12)加注N-甲基吡咯烷酮进行稀释，停止加注后，继续搅拌一定时间；

(13)搅拌结束后对制备的浆料抽真空除泡后，即得；

所述正极活性材料的制备：首先将稀土金属氧化物和碱土金属氧化物按质量比1:1混合均匀，然后按质量份计，取0.05-5份混合好的粉体添加到100份LiCoO₂中，混合均匀后进行烧结，形成LiCoMO化合物，在不改变原材料的晶体结构的情况下，改变了其晶格常数c，经气流粉碎和分级处理后，即得；其中M表示稀土元素和碱土金属的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种新型超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：所述负极浆料的制备采用行星式搅拌机进行搅拌；所述步骤(3)中加入N-甲基吡咯烷酮稀释的过程中控制固含量为50％-60％、粘度为5000mPa·s-6000mPa·s。

3.根据权利要求1所述的一种新型超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：所述步骤(4)抽真空除泡的条件为真空度不大于0.1Pa，持续抽真空20min。

4.根据权利要求1所述的一种新型超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：所述烧结的条件为在惰性气体氛围中温度850℃-950℃下烧结10h～15h；所述稀土元素包括Sc、Y、La、Ce、Nd、Gd和Sm中的一种，所述碱土金属包括Mg。

5.根据权利要求1或4所述的一种新型超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：所述正极活性材料的粒径D50为4μm-7μm。

6.根据权利要求1所述的一种新型超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：所述步骤(1)碳纳米管的混合时间为120min；所述碳纳米管为质量浓度为5％-10％的碳纳米管溶液。

7.根据权利要求1所述的一种新型超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中N-甲基吡咯烷酮加注的终止条件为检测固含量为70％-80％、粘度为5000mPa·s-8000mPa·s；加注的过程中以每分钟15m-20m的线速度进行搅拌；所述步骤(2)停止加注后继续搅拌90min；所述步骤(3)中抽真空除泡的条件为真空度不大于0.1Pa，持续抽真空20min。