一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池制造技術

本發明專利技術提供了一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，該電池的正極漿料由以下原料制成：小粒徑多孔球形鈷酸鋰、超導電炭黑、碳納米管、聚偏氟乙烯和溶劑N?二甲基吡咯烷酮制成，該電池的負極漿料由包覆型人造石墨、超導電炭黑、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉和去離子水制成，電解液中含有由硫酸乙烯酯、硫酸乙二醇酯和亞乙基硫酸酯中的至少兩種組成的混合添加劑，以提升電池的高溫性能。本發明專利技術鋰離子電池的脈沖放電性能大大提升，脈沖倍率可以高達260C以上，同時該電池具備良好的高、低溫工作性能，可在?20℃～65℃下正常工作，滿足汽車在不同溫度環境下的啟動需求。

Ultra high rate lithium ion battery for emergency startup

The present invention provides an emergency start with super high rate lithium ion battery, the battery anode slurry is prepared from the following raw materials: small size porous spherical LiCoO2, superconducting carbon black, carbon nanotubes, polyvinylidene fluoride and solvent N two methyl pyrrolidone made the battery cathode slurry by coating type artificial graphite, superconducting carbon black, styrene butadiene rubber, sodium carboxymethyl cellulose and deionized water into the electrolyte containing sulfuric acid and sulfuric acid ester by ethylene glycol ester and ethyl sulfate at least two of the composition of mixed additives, to improve battery performance at high temperature. The pulse discharge performance of the lithium-ion battery is greatly improved, the pulse rate can reach more than 260C, while the battery has high and low temperature performance, can work in 20 to 65 Deg. C, to meet the demand of automobile starting in different temperature environment.

【技術實現步驟摘要】
一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池
本專利技術屬于鋰離子電池
，具體涉及一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池。
技術介紹
隨著科技的發展，人們生活水平的不斷提高，汽車已經成為了人們的一種代步工具，超過4年的人群中，相當一部分人曾經經歷過汽車因電瓶饋電而無法啟動的情況。汽車應急啟動電源就是針對上述突發情況開發的一種實用性很強的產品。作為汽車應急啟動電源需要具備汽車啟動時所需要的功率輸出，在-20～65℃環境下可正常工作，在高溫環境下長時間儲存(夏季車輛經過戶外陽光暴曬后的內部最高溫度可達60～80度)，同時具備便攜性能好的等特點。近幾年，鈷酸鋰鋰離子電池能量密度高、循環性能好，目前作為汽車啟動電源已經被廣泛接受。為了滿足較大功率車型的啟動要求,鋰離子電池的容量也是越做越大，體積及重量隨之增加，相對而言，功率密度成為人們選擇的一個重要指標。因此繼續提升鋰離子電池的脈沖放電性能對搶占市場而言已經比較急迫。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池。該鋰離子電池的脈沖性能得到大幅提升，同時具備良好的高、低溫工作性能和良好的儲存性能。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，主要由正極片、負極片、正極極耳、負極極耳、隔膜、電解液和包裝殼組成，所述正極片是將正極漿料涂覆在鋁箔上，然后依次經干燥、輥壓和沖切成型得到，所述負極片是將負極漿料涂覆在銅箔上，然后依次經干燥、輥壓和沖切成型得到，所述超高倍率鋰離子電池是指脈沖倍率在260C以上的鋰離子電池，其特征在于：所述正極漿料由以下原料制成：a)正極活性物質：小粒徑多孔球形鈷酸鋰，其粒徑D50為1μm～4μm，比表面積為0.7m2/g～1.3m2/g；b)導電劑：超導電炭黑和碳納米管；c)粘結劑：聚偏氟乙烯；d)溶劑：N-二甲基吡咯烷酮；所述負極漿料由以下原料制成：a')負極活性物質：包覆型人造石墨，所述包覆型人造石墨是指表面包覆有無定形碳的小粒徑人造石墨，所述包覆型人造石墨的粒徑D50為5μm～8μm,比表面積為1.5m2/g～2.5m2/g；b')導電劑：超導電炭黑；c')粘結劑：丁苯橡膠；d')添加劑：羧甲基纖維素鈉；e')溶劑：去離子水。上述的一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，其特征在于：制備正極漿料的過程中，小粒徑多孔球形鈷酸鋰的加入量為正極固體質量的90.0％～97.0％，超導電炭黑的加入量為正極固體質量的1.0～5.0％，碳納米管的加入量為正極固體質量的0.5％～4.0％，聚偏氟乙烯的加入量為正極固體質量的1.0％～5.0％，N-二甲基吡咯烷酮的加入量為正極固體質量的50％～80％，所述正極固體質量為小粒徑多孔球形鈷酸鋰、超導電炭黑、碳納米管和聚偏氟乙烯的質量之和。上述的一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，其特征在于：制備負極漿料的過程中，包覆型人造石墨的加入量為負極固體質量的90.0％～97.0％，超導電炭黑的加入量為負極固體質量的1.0％～5.0％，丁苯橡膠的加入量為負極固體質量的1.0％～5.0％，羧甲基纖維素鈉的加入量為負極固體質量的1.0％～5.0％，去離子水的加入量為負極固體質量的1～2倍，所述負極固體質量為包覆型人造石墨、超導電炭黑、丁苯橡膠和羧甲基纖維素鈉的質量之和。上述的一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，其特征在于：正極片的雙面敷料面密度為110g/m2～200g/m2，壓實密度為3.2g/m3～3.9g/m3；所述負極片的雙面敷料面密度為60g/m2～110g/m2，壓實密度為1.3g/m3～1.7g/m3。上述的一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，其特征在于：所述隔膜為表面涂覆有陶瓷的聚丙烯隔膜。上述的一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，其特征在于：所述隔膜的孔隙率為40％～60％。上述的一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，其特征在于：所述電解液由鋰鹽、溶劑和添加劑混合配制而成，所述添加劑為由硫酸乙烯酯、硫酸乙二醇酯和亞乙基硫酸酯中的至少兩種組成的混合型添加劑，所述添加劑的質量占電解液總質量的0.5％～5％。上述的一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，其特征在于：所述鋰鹽為六氟磷酸鋰，所述溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的混合液。本專利技術與現有技術相比具有以下優點：1、本專利技術中，采用具有特定粒徑和比表面積的小粒徑多孔球形鈷酸鋰為正極活性物質，以具有特定粒徑和比表面積的包覆型人造石墨為負極活性物質，并通過在正極配料中添加碳納米管，極大提高了電池的大電流脈沖放電能力；采用本專利技術制備的應急啟動用鋰離子電池的脈沖放電性能高達260C以上，同時具備良好的高、低溫工作性能和良好的高溫儲存能力，可在-20℃～65℃下正常工作，滿足汽車在不同溫度環境下的啟動需求。2、本專利技術在電解液中含有硫酸乙烯酯、硫酸乙二醇酯和亞乙基硫酸酯中的至少兩種組成混合添加劑，制備的應急啟動用鋰離子電池可以在65℃環境下儲存至少7天，在85℃環境下儲存至少8h。3、本專利技術的應急啟動用鋰離子電池，在正極漿料中添加溶于NMP的碳納米管，極大地加快了其分散能力，提高了漿料的穩定性及涂布穩定性。4、本專利技術的應急啟動用鋰離子電池具備優異的脈沖循環壽命，可累計啟動4000次以上。下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步詳細說明。附圖說明圖1為本專利技術實施例1應急啟動用超高倍率鋰離子電池在常溫(23℃±2℃)條件下260C的脈沖放電曲線圖。圖2為本專利技術實施例1應急啟動用超高倍率鋰離子電池在-20℃條件下260C的脈沖放電曲線圖。圖3為本專利技術實施例1應急啟動用超高倍率鋰離子電池在60℃條件下260C的脈沖放電曲線圖。圖4為本專利技術實施例1應急啟動用鋰離子電池在常溫(23℃±2℃)條件下260C的脈沖循環放電曲線圖。具體實施方式實施例1本實施例的脈沖倍率在260C以上的應急啟動用超高倍率的鋰離子電池，包括正極片、負極片、隔膜、電解液、正極極耳、負極極耳和包裝殼，并且該電池采用小粒徑多孔球形鈷酸鋰為正極活性物質且正極漿料中添加有CNTs，采用包覆型人造石墨為負極活性物質。本實施例超高倍率的鋰離子電池的制作方法為：步驟一、配制正極漿料：以N-二甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑，以小粒徑多孔球形鈷酸鋰(LiCoO2)(該小粒徑多孔球形鈷酸鋰的粒徑D50為1μm～4μm,比表面積為0.7m2/g～1.3m2/g)為正極活性物質，以超導電炭黑(Super-P)和碳納米管(CNTs，固含量5％)為導電劑，以聚偏氟乙烯(PVDF)為粘結劑。各原材料的質量比為：LiCoO2∶Super-P∶CNTs：PVDF∶NMP＝95∶2.0∶1.0∶2.0∶65。具體制備時，先將LiCoO2、Super-P和PVDF在混料機中預分散1h～2h，得到正極混合物；將CNTs加入到NMP中，攪拌2h～4h，制備得到含CNTs的膠液；之后將正極混合物分次加入到含CNTs的膠液中，攪拌5h～8h后抽真空脫氣泡，得到正極漿料。所述小粒徑多孔球形鈷酸鋰的粒徑D50在1μm～4μm范圍內，比表面積在0.7m2/g～1.3m2/g范圍內。該小粒徑多孔球形鈷酸鋰可通過購買現有產品的途徑得到，也可以通過現有技術自制得到。自制時，先將鈷化合物(氧化鈷、氯化鈷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，主要由正極片、負極片、正極極耳、負極極耳、隔膜、電解液和包裝殼組成，所述正極片是將正極漿料涂覆在鋁箔上，然后依次經干燥、輥壓和沖切成型得到，所述負極片是將負極漿料涂覆在銅箔上，然后依次經干燥、輥壓和沖切成型得到，所述超高倍率鋰離子電池是指脈沖倍率在260C以上的鋰離子電池，其特征在于：所述正極漿料由以下原料制成：a)正極活性物質：小粒徑多孔球形鈷酸鋰，其粒徑D

【技術特征摘要】
1.一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，主要由正極片、負極片、正極極耳、負極極耳、隔膜、電解液和包裝殼組成，所述正極片是將正極漿料涂覆在鋁箔上，然后依次經干燥、輥壓和沖切成型得到，所述負極片是將負極漿料涂覆在銅箔上，然后依次經干燥、輥壓和沖切成型得到，所述超高倍率鋰離子電池是指脈沖倍率在260C以上的鋰離子電池，其特征在于：所述正極漿料由以下原料制成：a)正極活性物質：小粒徑多孔球形鈷酸鋰，其粒徑D50為1μm～4μm，比表面積為0.7m2/g～1.3m2/g；b)導電劑：超導電炭黑和碳納米管；c)粘結劑：聚偏氟乙烯；d)溶劑：N-二甲基吡咯烷酮；所述負極漿料由以下原料制成：a')負極活性物質：包覆型人造石墨，所述包覆型人造石墨是指表面包覆有無定形碳的小粒徑人造石墨，所述包覆型人造石墨的粒徑D50為5μm～8μm,比表面積為1.5m2/g～2.5m2/g；b')導電劑：超導電炭黑；c')粘結劑：丁苯橡膠；d')添加劑：羧甲基纖維素鈉；e')溶劑：去離子水。2.根據權利要求1所述的一種應急啟動用超高倍率鋰離子電池，其特征在于：制備正極漿料的過程中，小粒徑多孔球形鈷酸鋰的加入量為正極固體質量的90.0％～97.0％，超導電炭黑的加入量為正極固體質量的1.0％～5.0％，碳納米管的加入量為正極固體質量的0.5％～4.0％，聚偏氟乙烯的加入量為正極固體質量的1.0％～5.0％，N-二甲基吡咯烷酮的加入量為正極固體質量的50％～80％，所述正極固體質量為小粒徑多孔球形鈷酸鋰、超導電炭黑、碳納米管和聚偏氟乙烯的質量...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王書會，李峰，王宏宇，田菲，彭宏利，李金梅，
申請(專利權)人：西安瑟福能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西,61