[发明专利]一种圆柱硅负极锰酸锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种圆柱硅负极锰酸锂离子电池，包括隔膜、电解液、钢壳、盖帽，其特征在于，还包括正极片和负极片，所述负极片包括按质量百分比计的以下原料：硅碳93.6％-95.5％、电阻率小于2Ω·m粒径45-55nm的生物质超级炭黑0.5％-1.5％、电导率大于10S/cm的高导电碳纤维1％-1.5％、羧甲基纤维素钠1％-1.5％、水性胶黏剂1％-2％、N-甲基吡咯烷酮0.8％-1.1％。

2.根据权利要求1所述的圆柱硅负极锰酸锂离子电池，其特征在于，所述正极片包括按质量百分比计的以下原料：锰酸锂93.5％-95.2％、复合型碳纳米管浆料2.8％-4.5％、聚偏氟乙烯2％-2.5％。

3.根据权利要求1或2所述的圆柱硅负极锰酸锂离子电池，其特征在于，所述负极片的原料的溶剂为去离子水。

4.根据权利要求1或2所述的圆柱硅负极锰酸锂离子电池，其特征在于，所述正极片的原料的溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

5.根据权利要求2所述的圆柱硅负极锰酸锂离子电池，其特征在于，所述复合型碳纳米管浆料包括导电碳黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯、N-甲基吡咯烷酮。

6.一种圆柱硅负极锰酸锂离子电池的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

(1)制备正极片和负极片，并将两者裁切成预定的尺寸；

(2)将制备好的正极片、负极片分别放置在全自动卷绕机上，采用隔膜隔离正极片和负极片，将正极片与铝带正极耳焊接、将负极片与铜带负极耳进行焊接，然后将正极片与负极片卷绕在一起制成卷芯；

(3)为步骤(2)所得的卷芯焊接有负极片的一端安装下垫片，随后将装有下垫片的卷芯安装进钢壳内，并将负极耳与钢壳焊接，接着在卷芯焊接有正极片的一端安装上垫片，然后在钢壳外滾压一个用以防止电芯晃动、固定上垫片和正极耳的环形槽，制成电芯，并测试电芯的短路情况，选取不短路的电芯作为合格电芯；

(4)将步骤(3)中所得的合格电芯插入治具中放入真空烤箱，抽真空气压至＜-100KPa，在75℃-95℃的恒温恒压条件下烘烤2H，之后向真空烤箱内充氮至气压为-35MPa—-45MPa5分钟，烘烤、充氮气循环实施，直至电芯中水含量≤200PPM；

(5)往电芯内注入13.5g-13.9g电解液，焊接正极耳与盖帽，再将盖帽与钢壳扣合密封形成成品电芯，然后清洗成品电芯外表面；

(6)将步骤(5)所得的清洁的成品电芯放置在温度为35℃-45℃的环境下活化24h-32h后，随后将清洁的成品电芯放置到化成柜内进行化成，而后将清洁的成品电芯先在温度25℃-35℃的环境下老化72h，再对电芯进行电压内阻筛选，筛选出成品电芯分容单充电压在3.6V-3.9V的电芯放在室温的环境下老化168h，制成成品圆柱硅负极锰酸锂离子电池。

7.根据权利要求6所述的圆柱硅负极锰酸锂离子电池的制备方法，其特征在于，步骤(5)中的各项操作在环境温度为20℃-25℃、露点-45℃—-65℃的避免电芯吸水的环境中完成。