[发明专利]三元动力锂电池的制作方法及所制得的三元动力锂电池

摘要

本文发明了一种高安全性大容量三元动力锂电池的制作方法，主要解决纯电动车用锂电池能量密度低，安全性差等问题。本发明在正极材料方面采用铝包覆的高镍三元材料，容量达到170mAh/g以上，常温循环寿命2000次1C充放电80%以上，低温‑20℃容量保持率70%以上；在电解液方面采用混合有高纯度离子液体的电解液体系，自熄时间较常规电解液短；同时在电池隔膜方面采用耐高温陶瓷隔膜，采用人造石墨负极，用叠片法制备出软包装铝塑膜大容量单体锂电池，本发明大大的提升了电池的能量密度和安全性。本发明还提出了上述高安全性大容量三元动力锂电池的制作方法所制备的高安全性大容量三元动力锂电池。

主权项

一种三元动力锂电池的制作方法，其特征在于，使用包覆有铝的高镍三元材料 LiNixCoyMn 1‑x‑yO2( 0 . 5 < X ≤ 0 . 8 , 0 . 1≤ y < 0 . 5 ）为正极活性材料制备三元动力锂电池；正极材料中包括包覆有铝的高镍三元材料 LiNixCoyMn 1‑x‑yO2( 0 . 5 < X ≤ 0 . 8 , 0 . 1≤ y< 0 . 5 ）、炭黑 Super‑P 、石墨 SFG‑6 及正极粘结剂，所述包覆有铝的高镍三元材料LiNixCoyMn 1‑x‑yO2( 0 . 5 < X ≤ 0 . 8 , 0 . 1≤ y < 0 . 5 ）、所述炭黑 Super ‑P 、所述石墨 SFG‑ 6 、所述正极粘结剂的质量配比为（92 ~95 ) : ( 1 ~2 ) : ( 1 ~2 ) : ( 3 ~4）；负极材料中包括人造石墨、炭黑 Super‑p、负极增稠剂及负极粘结剂，所述人造石墨、所述炭黑 Super‑p、所述负极增稠剂、所述负极粘结剂按质量配比为（92~95 ) : ( 1~2 ) : ( 1~2 ) : ( 3~4）；使用陶瓷隔膜，所述陶瓷隔膜为涂覆一层 PE 支撑层和氧化铝层；使用离子液体电解液；将离子液体、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯以重量比（60 ~70 ) : ( 15~20 ) : ( 15~20）的比例混合，然后向其中加入 LIPF6 电解质配成浓度为（1 ~1 . 03）摩尔／升的离子液体电解液；正负极均采用活性物质与导电剂 2 次 VC 高混料机混料和过筛；将正极片和负极片经过真空烘干，辊压，制片，使用陶瓷隔膜叠片，焊正、负极极耳，真空干燥，包膜，注液，抽气封口后单体电池完成制作；具体包括以下制备步骤：步骤 1 ：将正极活性物质三元材料，包覆有铝的高镍三元材料 LiNixCoyMn 1‑x‑yO2( 0 . 5 < X ≤ 0 . 8 , 0 . 1≤ y< 0 . 5 ）、炭黑 Super ‑P和石墨 SFG ‑6 按质量比（92 ~95 ) : ( 1 ~2 ) : ( 1 ~2 ) : ( 3 ~4）加入到 VC 高混料机进行混料，转速200~230 )r / min ，混料时间 10 ~ 15 min ，将混料过 325 目筛网后经第二次 VC 高混料机进行混料，转速 200~230 r / min ，混料时间 10~15 min ，然后经过第二次 325 目筛网过筛，将混料放入鼓风干燥箱中在 130 ℃ 下干燥 6~20 小时后关闭鼓风干燥箱，密闭下自然降温到 45 ℃ 以下得到混料备用，将聚偏氟乙烯与 N ‑甲基毗咯烷酮按质量比（3~4） : （120 ~130）加入到行星搅拌机搅拌 2 ~ 4h ，制成均匀的胶体溶液，然后把胶体溶液与混料按质量比（123 ~134） : （94~ 99）混合高速搅拌 4~5h ，制成正极浆料，将制成的正极浆料均匀涂敷在石墨烯导电涂层铝箔上制得正极片；步骤 2 ：将人造石墨与炭黑 Super ‑P 按质量 比（92 ~95） : （1 ~2 ）加入到 VC 高混料机中进行混料，转速（200 ~230 ）r / min ，混料时间（10~ 15） min ，然后过 325 目筛，再经过第二次 VC 高混料机中进行混料，转速（200~230） r / min ，混料时间（10~15 ）min ，然后进行第二次过 325 目筛备用，将羧甲基纤维素钠和去离子水按质量比（1~2 ）: （125~130）加入到行星搅拌机中搅拌 3~4h ，然后加入负极混料搅拌 2~3h ，加入负极混料的量与羧甲基纤维素钠水溶液的量比例为（ 93 ~ 97 ）: （125 ~130 ） ，最后加入丁苯橡胶搅拌 1~ 2h ，加入浓度为（50 ~55 ）% 丁苯橡胶 溶液的量与羧甲基纤维素钠水溶液的量比例为（ 6~8 ） : （125~130 ） ，将制成的负极浆料均匀涂覆在石墨烯涂层铜箔集流体上制的负极片；步骤 3 ：将电池级离子液体、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯以重量比（ 60~70 ) : ( 15 ~20 ) : ( 15 ~20 ）的比例混合，然后向其中加入 LIPF ，电解质配成浓度为（ 1 ~1 . 03 ）摩尔／升的离子液体电解液；步骤 4 ：将正极片和负极片经过烘干，辊压，制片，使用陶瓷隔膜叠片，焊正、负极极耳，干燥，包膜，注液，抽气封口后单体电池完成制作。