一种快充型大倍率锂离子电池及其制备方法转让专利
申请号 : CN202111576184.2
文献号 : CN113948708B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 龙梅 , 肖世玲 , 宋金涛 , 胡红英 , 李岗 , 万二威
申请人 : 惠州市纬世新能源有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种快充型大倍率锂电池,包括正极片、负极片、隔膜和电解液,正极片包括正极集流体和正极浆料,负极片包括负极集流体和负极浆料,其特征在于,所述正极浆料包括以下按照重量份的原料:磷酸铁锂23‑29份、正极粘结剂1‑3份、正极导电剂3‑5份、黑沥青2‑6份、改性纳米胶岭石3‑7份、溶剂10‑15份;
所述改性纳米胶岭石的制备方法如下:取纳米胶岭石2‑5份,加入1‑2份镁盐混合,然后放入马弗炉中程序升温至600‑700℃,然后再放入‑20℃冷冻20‑30min;再次放入马弗炉中程序升温至800‑900℃,然后用60‑80MHz超声波处理10‑20min,冷却至室温。
2.如权利要求1所述的快充型大倍率锂电池,其特征在于,所述正极浆料包括以下按照重量份的原料:磷酸铁锂24‑28份、正极粘结剂1.5‑2.5份、正极导电剂3.5‑4.5份、黑沥青3‑
5份、改性纳米胶岭石4‑6份、溶剂11‑14份。
3.如权利要求2所述的快充型大倍率锂电池,其特征在于,所述正极浆料包括以下按照重量份的原料:磷酸铁锂26份、正极粘结剂2份、正极导电剂4份、黑沥青4份、改性纳米胶岭石5份、溶剂13份。
4.如权利要求1所述的快充型大倍率锂电池,其特征在于,所述正极集流体采用微孔铝箔,所述负极集流体采用微孔铜箔。
5.如权利要求1所述的快充型大倍率锂电池,其特征在于,所述正极浆料的制备方法如下:按配比称取原料,然后将磷酸铁锂、正极粘结剂、正极导电剂和一半溶剂混合,得到混合物A;将、黑沥青、改性纳米胶岭石和另一半溶剂混合,得到混合物B,将混合物A和混合物B混合,得到正极浆料。
6.如权利要求1所述的快充型大倍率锂电池,其特征在于,所述负极浆料包括以下按照重量份的原料:石墨30‑40份、锂锰氧化物8‑12份、改性白炭黑6‑10份、负极粘结剂1‑5份、负极导电剂2‑6份、去离子水4‑10份;
所述改性白炭黑的制备方法如下:将白炭黑在加热条件下放入浓度为20‑30%的醋酸溶液中浸泡1‑2h,同时采用超声波处理,然后进行烘干处理,将烘干处理后的白炭黑置于四甲基四乙烯基环四硅氧烷蒸汽下,在硫化床中接触并反应,得到改性白炭黑。
7.如权利要求6所述的快充型大倍率锂电池,其特征在于,所述负极浆料的制备方法如下:按配比称取原料,将石墨、锂锰氧化物、负极粘结剂、负极导电剂、去离子水混合,静置1‑
2h,然后加入改性白炭黑,充分搅拌混合,得到负极浆料,将锂锰氧化物浸没于石墨,通过石墨碳化锂锰氧化物,形成可以导电的密集网络,运行着整个阴极,允许电池的每部分同时充电,有助于加快充电速度。
8.如权利要求1‑7任一所述的快充型大倍率锂电池的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
正、负极片制备:
将正极浆料均匀涂覆于正极集流体上,在90‑120℃下烘烤15‑25h后辊压得到正极极片;
将负极浆料均匀涂覆于负极集流体上,在90‑120℃下烘烤15‑25h后辊压得到负极极片;
制作电芯:
将得到的正、负极片裁剪后,按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯;
3)注入电解液,然后充入惰性气体,至压强为1‑3MPa,然后将锂电池在20‑30℃下正立
6‑24h,再在40‑50℃下正立12‑24h,然后抽真空至压力为‑0.09 ‑0.05MPa下密封后得到锂~
电池。
说明书 :
一种快充型大倍率锂离子电池及其制备方法
技术领域
背景技术
料、电解质、隔膜和正极材料四部分共同组成;
子电池的负极材料大多数使用石墨材料,正极材料的性能也极大影响着锂离子电池的电化
学性能;
发明内容
极浆料包括以下按照重量份的原料:磷酸铁锂23‑29份、正极粘结剂1‑3份、正极导电剂3‑5
份、黑沥青2‑6份、改性纳米胶岭石3‑7份、溶剂10‑15份。
入马弗炉中程序升温至800‑900℃,然后用60‑80MHz超声波处理10‑20min,冷却至室温。
溶剂混合,得到混合物B,将混合物A和混合物B混合,得到正极浆料。
炭黑置于四甲基四乙烯基环四硅氧烷蒸汽下,在硫化床中接触并反应,得到改性白炭黑。
到负极浆料,将锂锰氧化物浸没于石墨,通过石墨碳化锂锰氧化物,形成可以导电的密集网
络,运行着整个阴极,允许电池的每部分同时充电,有助于加快充电速度。
C3‑C6烷基取代的锆酸酯,通过加入耐高温添加剂和和耐低温添加剂,使得在快速充电或放
电时,减小温度带来的影响。
~
到锂电池。
纳米胶岭石,通过加入镁盐处理胶岭石,可以使胶岭石剥离分散成更薄的单晶片,通过升
温‑冷冻‑升温的方式,将胶岭石的晶格破坏成更小的晶格,可以容纳更多锂,并且降低电池
的内阻,提高了充电速度性能,提高的电池的倍率性能,黑沥青与改性纳米胶岭石二者协同
增效,效果更好;
入改性白炭黑,可均匀分散于体系中,提高白炭黑与体系的结合能力,有利于改性白炭黑形
成网络结构,能够保护负极活性材料,能防止循环使用过程中活性物质塌陷。
具体实施方式
实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和
“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书
中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。
的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和
隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
料均匀涂覆于正极集流体上,在90℃下烘烤15h后辊压得到正极极片;将负极浆料均匀涂覆
于负极集流体上,在90℃下烘烤15h后辊压得到负极极片;将得到的正、负极片裁剪后,按照
正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯;然后注入电解液,然
后充入惰性气体,至压强为1MPa,然后将锂电池在20℃下正立6h,再在40℃下正立12h,然后
抽真空至压力为‑0.09MPa下密封后得到锂电池;
下:按配比称取原料,然后将磷酸铁锂、正极粘结剂、正极导电剂和一半溶剂混合,得到混合
物A;将、黑沥青、改性纳米胶岭石和另一半溶剂混合,得到混合物B,将混合物A和混合物B混
合,得到正极浆料,可以采用现有技术中常用的正极粘结剂、正极导电剂和溶剂,不进行过
多的限制。
程序升温至800℃,然后用60MHz超声波处理10min,冷却至室温。
用的负极粘结剂和负极导电剂,不进行过多的限制,负极浆料的制备方法如下:按配比称取
原料,将石墨、锂锰氧化物、负极粘结剂、负极导电剂、去离子水混合,静置1h,然后加入改性
白炭黑,充分搅拌混合,得到负极浆料,将锂锰氧化物浸没于石墨,通过石墨碳化锂锰氧化
物,形成可以导电的密集网络,运行着整个阴极,允许电池的每部分同时充电,有助于加快
充电速度。
于四甲基四乙烯基环四硅氧烷蒸汽下,在硫化床中接触并反应,得到改性白炭黑。
取代的锆酸酯,可以采用依次添加进行混合的方法。
料均匀涂覆于正极集流体上,在90℃下烘烤15h后辊压得到正极极片;将负极浆料均匀涂覆
于负极集流体上,在90℃下烘烤15h后辊压得到负极极片;将得到的正、负极片裁剪后,按照
正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯;然后注入电解液,然
后充入惰性气体,至压强为1MPa,然后将锂电池在20℃下正立6h,再在40℃下正立12h,然后
抽真空至压力为‑0.09MPa下密封后得到锂电池;
法如下:按配比称取原料,然后将磷酸铁锂、正极粘结剂、正极导电剂和一半溶剂混合,得到
混合物A;将、黑沥青、改性纳米胶岭石和另一半溶剂混合,得到混合物B,将混合物A和混合
物B混合,得到正极浆料,可以采用现有技术中常用的正极粘结剂、正极导电剂和溶剂,不进
行过多的限制。
程序升温至800℃,然后用60MHz超声波处理10min,冷却至室温。
用的负极粘结剂和负极导电剂,不进行过多的限制,负极浆料的制备方法如下:按配比称取
原料,将石墨、锂锰氧化物、负极粘结剂、负极导电剂、去离子水混合,静置1h,然后加入改性
白炭黑,充分搅拌混合,得到负极浆料,将锂锰氧化物浸没于石墨,通过石墨碳化锂锰氧化
物,形成可以导电的密集网络,运行着整个阴极,允许电池的每部分同时充电,有助于加快
充电速度。
于四甲基四乙烯基环四硅氧烷蒸汽下,在硫化床中接触并反应,得到改性白炭黑。
基取代的锆酸酯,可以采用依次添加进行混合的方法。
料均匀涂覆于正极集流体上,在105℃下烘烤20h后辊压得到正极极片;将负极浆料均匀涂
覆于负极集流体上,在105℃下烘烤20h后辊压得到负极极片;将得到的正、负极片裁剪后,
按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯;然后注入电解
液,然后充入惰性气体,至压强为2MPa,然后将锂电池在25℃下正立15h,再在45℃下正立
18h,然后抽真空至压力为‑0.07MPa下密封后得到锂电池;
下:按配比称取原料,然后将磷酸铁锂、正极粘结剂、正极导电剂和一半溶剂混合,得到混合
物A;将、黑沥青、改性纳米胶岭石和另一半溶剂混合,得到混合物B,将混合物A和混合物B混
合,得到正极浆料,可以采用现有技术中常用的正极粘结剂、正极导电剂和溶剂,不进行过
多的限制。
炉中程序升温至850℃,然后用70MHz超声波处理15min,冷却至室温。
用的负极粘结剂和负极导电剂,不进行过多的限制,负极浆料的制备方法如下:按配比称取
原料,将石墨、锂锰氧化物、负极粘结剂、负极导电剂、去离子水混合,静置1.5h,然后加入改
性白炭黑,充分搅拌混合,得到负极浆料,将锂锰氧化物浸没于石墨,通过石墨碳化锂锰氧
化物,形成可以导电的密集网络,运行着整个阴极,允许电池的每部分同时充电,有助于加
快充电速度。
置于四甲基四乙烯基环四硅氧烷蒸汽下,在硫化床中接触并反应,得到改性白炭黑。
基取代的锆酸酯,可以采用依次添加进行混合的方法。
料均匀涂覆于正极集流体上,在120℃下烘烤25h后辊压得到正极极片;将负极浆料均匀涂
覆于负极集流体上,在120℃下烘烤25h后辊压得到负极极片;将得到的正、负极片裁剪后,
按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯;然后注入电解
液,然后充入惰性气体,至压强为3MPa,然后将锂电池在30℃下正立24h,再在50℃下正立
24h,然后抽真空至压力为‑0.06MPa下密封后得到锂电池;
法如下:按配比称取原料,然后将磷酸铁锂、正极粘结剂、正极导电剂和一半溶剂混合,得到
混合物A;将、黑沥青、改性纳米胶岭石和另一半溶剂混合,得到混合物B,将混合物A和混合
物B混合,得到正极浆料,可以采用现有技术中常用的正极粘结剂、正极导电剂和溶剂,不进
行过多的限制。
程序升温至900℃,然后用80MHz超声波处理20min,冷却至室温。
常用的负极粘结剂和负极导电剂,不进行过多的限制,负极浆料的制备方法如下:按配比称
取原料,将石墨、锂锰氧化物、负极粘结剂、负极导电剂、去离子水混合,静置2h,然后加入改
性白炭黑,充分搅拌混合,得到负极浆料,将锂锰氧化物浸没于石墨,通过石墨碳化锂锰氧
化物,形成可以导电的密集网络,运行着整个阴极,允许电池的每部分同时充电,有助于加
快充电速度。
于四甲基四乙烯基环四硅氧烷蒸汽下,在硫化床中接触并反应,得到改性白炭黑。
基取代的锆酸酯,可以采用依次添加进行混合的方法。
料均匀涂覆于正极集流体上,在120℃下烘烤25h后辊压得到正极极片;将负极浆料均匀涂
覆于负极集流体上,在120℃下烘烤25h后辊压得到负极极片;将得到的正、负极片裁剪后,
按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯;然后注入电解
液,然后充入惰性气体,至压强为3MPa,然后将锂电池在30℃下正立24h,再在50℃下正立
24h,然后抽真空至压力为‑0.05MPa下密封后得到锂电池;
下:按配比称取原料,然后将磷酸铁锂、正极粘结剂、正极导电剂和一半溶剂混合,得到混合
物A;将、黑沥青、改性纳米胶岭石和另一半溶剂混合,得到混合物B,将混合物A和混合物B混
合,得到正极浆料,可以采用现有技术中常用的正极粘结剂、正极导电剂和溶剂,不进行过
多的限制。
程序升温至900℃,然后用80MHz超声波处理20min,冷却至室温。
常用的负极粘结剂和负极导电剂,不进行过多的限制,负极浆料的制备方法如下:按配比称
取原料,将石墨、锂锰氧化物、负极粘结剂、负极导电剂、去离子水混合,静置2h,然后加入改
性白炭黑,充分搅拌混合,得到负极浆料,将锂锰氧化物浸没于石墨,通过石墨碳化锂锰氧
化物,形成可以导电的密集网络,运行着整个阴极,允许电池的每部分同时充电,有助于加
快充电速度。
于四甲基四乙烯基环四硅氧烷蒸汽下,在硫化床中接触并反应,得到改性白炭黑。
基取代的锆酸酯,可以采用依次添加进行混合的方法。
的电池的倍率性能,黑沥青与改性纳米胶岭石二者协同增效,效果更好;
本发明,某些步骤可能采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说
明书中所描述的实施例均属于优选实施例,涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须
的。
辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以
集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的
耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元之间的间接耦合或通信连接,可以是电
信或者其它的形式。
网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目
的。
域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明所
要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域普通技术人员依
然可以在不冲突的情况下,不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组
合、增删或作其他调整,从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案,这些
技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。