[发明专利]一种高能量密度动力电池的制备方法

说明书

本发明提供了一种高能量密度动力电池的制备方法，采用在钴酸锂中掺入高电位的镍锰酸锂材料为正极活性物质，采用石墨做负极。通过对导电剂、隔膜与电解液等的优化配置，提高电池工作平台电压，提升电池的能量密度及高温循环性能。电解液中含有氟代碳酸乙烯酯，对石墨负极有效成膜，降低极片内阻。该电池的制作过程包括活物预混、制浆、涂布、制片、卷绕，滚槽、注液，封口、化成及分容。该专利电池兼具了能量密度高、高温循环性能好等特点，使其在动力电池领域具有广阔的发展前景。

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池技术领域，尤其涉及一种高能量密度锂离子动力电池的制备方法。

背景技术

锂离子电池具有工作温度范围宽、比容量高、电压平台高、自放电小、无记忆效应、循环寿命长、对环境友好等优点。当前电动汽车主要分为纯电动汽车（EV）、插电式混合动力汽车（PHEV）和混合动力汽车（HEV），主要应用锂离子电池作为动力电池，并且还广泛应用于移动电话、笔记本电脑、电动工具等领域。随着对动力电池的能量密度的不断提高以及在高温循环性能方面的要求。研究开发高能量能量密度的锂离子电池迫在眉睫。

目前中国（PHEV）市场，电池正极材料主要采用橄榄石结构的磷酸铁锂材料，橄榄石结构的磷酸铁锂（LiFePO₄）虽然安全性能比较高，但存在放电的电压平台较低（3.3V）、并且振实密度低等缺点。因些提高电池的电压平台和能量密度显得尤为重要，对锂离子电池在新能源电池汽车领域的应用具有十分重要的意义。

发明内容

本发明公开一种能够在提高电池能量密度的同时，提高电池的高温循环性能的高能量密度锂离子动力电池的制备方法。

本发明采用的技术方案是：一种高能量密度锂离子动力电池的制备方法，包括正极极片、隔膜、负极极片、电解液、外接端子和外壳，其特征在于：所述正极极片是由正极集流体铝箔和涂在铝箔上的正极活性物质制得，正极活性物质包括正极材料、正极溶剂、正极导电剂和正极粘结剂，

所述正极极片制作：正极材料为掺入高电位的镍锰酸锂材料的钴酸锂，正极溶剂采用N-N-二甲基吡咯烷酮，正极导电剂采用导电炭黑、碳纳米管、鳞状石墨、气相生长碳纤维一种或几种材料，正极粘结剂采用聚偏二氟乙烯，混合后均匀涂覆在正极的集流体铝箔上，然后烘干，碾压，制片；

所述隔膜为双面涂层隔膜，采用具有微孔结构的双面涂层隔膜，基膜为PP或PE，厚度为12~16μm，孔隙率为43~50%，基膜双面涂层为聚偏氟乙烯和无机物的混合物，其中聚偏氟乙烯的质量比重大于50%，单面涂层厚度为2~4μm，单面涂布面密度为2~6g/m2，无机物为氧化铝、氧化硅、氢氧化镁、羟基氧化铝中的一种，无机物一次颗粒粒径为10~200nm；

所述正极极片是由负极集流体铜箔和涂在铜箔上的负极活性物质制得，负极活性物质包括负极材料、负极溶剂、负极导电剂和负极粘结剂，

负极材料为天然石墨、人造石墨、硅碳中一种或多种，负极溶剂采用去离子水，负极导电剂为导电炭黑、碳纳米管、鳞状石墨、气相生长碳纤维至少一种材料，负极粘结剂为聚酰胺、羧甲基纤维素钠、丁乳橡胶至少一种材料，均匀混合后涂覆在负极集流体铜箔上烘干，碾压，制片；

所述电解液由电解质锂盐、有机溶剂及成膜添加剂组成；

所述电解质锂盐浓度为1.2mol/L，电解质锂盐采用LiFSi与LiBOB双组分搭配，LiFSi:LiBOB＝8:2，有机溶剂包含有机溶剂中含有碳酸酯类和线性羧酸酯，碳酸酯类为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙稀酯中的至少一种，线性羧酸酯为乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲酸甲酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯中的至少一种，线性羧酸酯质量占比为10~40%；

所述外接端子、正极采用铝材质，负极采用镍材质或铜镀镍材质；

所述外壳为塑壳、钢壳、铝壳或者铝塑膜中的一种；

以卷绕方式，将正极极片、隔膜、负极极片卷绕形成电芯，电芯热压后入钢壳，注入电解液，焊盖帽，将电池封口，预充-化成-分容，制成圆柱形锂离子动力电池。