[发明专利]一种可-40℃低温充放电的锂离子电池及其制备工艺

说明书

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种可‑40℃低温充放电的锂离子电池及其制备工艺。所述锂离子电池包括负极、正极、隔膜以及电解液；其特征在于，所述电解液由重量比22％～28％的碳酸乙烯酯、重量比20％～28％的碳酸二乙酯、重量比44％～58％的碳酸二甲酯以及锂盐组成，所述锂盐占碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯及碳酸二甲酯三者总重量的10％～16％。本发明提供的锂离子电池，使电池可以在‑40℃低温环境下进行充电以及放电，且充电容量达到了常温容量(0.2C@25℃)的90％以上，并且当恢复为常温环境时，其恢复容量不低于原常温容量的95％，经多次充放循环后，解剖电池后电池内部未有析锂等不良现象，是一种可应用在‑40℃低温或以上低温环境需求进行充放电的锂离子电池。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种可-40℃低温环境下进行充电、放电的锂离子电池及其制备工艺。

背景技术

随着能源的短缺，环境污染日益严重，锂离子电池具有能量密度高、功率大、安全性能好、循环寿命长、工作电压平稳、无污染、无泄露等特点,是理想的绿色环保能源并已经广泛应用于各种领域中。但是在低温环境下，锂离子电池的充电一直是不易突破的瓶颈，限制了其部分应用。这是因为在低温环境下，电解液趋于凝结，导电率下降、电池内阻变大，充电时锂离子难以嵌入负极，在表面形成金属锂沉积，严重时还会形成安全隐患导致电池损坏或者燃烧爆炸等安全问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种安全性能好的可-40℃低温充放电的锂离子电池及其制备工艺。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下实现：

一种可-40℃低温充放电的锂离子电池，所述锂离子电池包括负极、正极、隔膜以及电解液；所述电解液由重量比22％～28％的碳酸乙烯酯、重量比20％～28％的碳酸二乙酯、重量比44％～58％的碳酸二甲酯以及锂盐组成，所述锂盐占碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯及碳酸二甲酯三者总重量的10％～16％。

上述方案中，所述锂盐为LiPF₆、LiBF₆或LiClF₆中的一种或任意两种以上的混合。

上述方案中，所述负极包括重量比76％～86％中间相碳微球和/或天然石墨、重量比7％～12％导电炭黑和/或导电石墨、以及重量比7％～12％聚偏氟乙烯。

上述方案中，所述正极包括重量比75％～85％镍钴锰酸锂和/或钴酸锂、重量比6％～13％导电炭黑和/或导电石墨和/或气相生长碳纤维、以及重量比9％～12％聚偏氟乙烯。

上述方案中，所述正极敷料面密度为8mg/cm²～12mg/cm²。

上述方案中，所述负极敷料面密度为4mg/cm²～8mg/cm²。

所述的可-40℃低温充放电的锂离子电池的制备工艺，所述工艺包括以下步骤：

1)物料干燥：将各原材料真空干燥；

2)浆料制备：按工艺生产要求顺序，将正负极所需物料按预定配比进行真空混和搅拌，形成浆料；

3)极片制备：将步骤2)中制备好的合格正负极浆料分别涂覆在金属箔上，制备成所需尺寸的极片；

4)电芯制备：使用隔膜隔离正负极片，并按预定工艺卷绕成卷芯，然后装入钢壳中焊接；

5)注液：将步骤4)中焊接好的电芯干燥后将电解液组分进行注液；

6)活化：将步骤5)中注液后的电池进行活化制得-40℃低温充放电的锂离子电池。

上述方案中，所述活化工艺为在低温-10℃±3℃环境中采用0.01C恒流恒压充电至4.23V，截止电流为小于0.005C。