專利名稱：一種可大倍率充放電的鋰離子電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池及其制備方法，尤其涉及一種可大倍率充放電的鋰離子電池及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前在動力電池領(lǐng)域，鋰離子電池作為綠色、環(huán)保的新能源電池已經(jīng)越來越多地出現(xiàn)在人們的生活中。在鋰離子電池中，使用最廣泛的是磷酸鐵鋰/石墨體系的電池。但是，該體系電池容量低，在低溫下充放電性能差，不能滿足動力電池對高倍率，寬溫度使用范圍的要求。石墨的層間能夠嵌入各種原子和分子形成嵌入式化合物，因此當(dāng)以石墨為負(fù)極活性物質(zhì)的鋰離子電池在充電的過程中，鋰離子嵌入到石墨層間，形成嵌入式的化合物，嵌鋰后石墨的層間膨脹率為10%。石墨的這種特性，使得以石墨為負(fù)極的電池體系循環(huán)性能差，且在循環(huán)時容易析鋰，造成安全問題。磷酸鐵鋰作為正極材料，具有無污染，循環(huán)壽命長等優(yōu)點，但是由于其導(dǎo)電性能差，對溫度敏感，所以造成以磷酸鐵鋰為正極材料的電池容量低，倍率性能差，在低溫下不能充放電等缺點。硬碳屬于難石墨化的碳，其特點是層狀分子平行排列結(jié)構(gòu)很少，碳原子的排列多為彎曲折疊的結(jié)構(gòu)，因此易形成微孔。這種結(jié)構(gòu)特別適合鋰離子的嵌入和脫嵌。硬碳的構(gòu)造不如石墨規(guī)則且不是單向?qū)щ?，因此電極的阻抗很小，所以在低溫條件下?lián)碛袃?yōu)異的充放電特性。軟碳，一般為人造石墨的半成品，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為部分有序，但整體是無序的，其層間距介于硬碳與傳統(tǒng)的石墨之間，充放電電位與硬碳類似；與硬碳一樣也具有高倍率，長循環(huán)等特點。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池容量低，在低溫下充放電性能差等缺點，提供一種大倍率充放電特性好，溫度使用范圍寬，低溫充電性能優(yōu)異，循環(huán)壽命長，安全性高的鋰離子電池。為此，本發(fā)明提供了一種可大倍率充放電的鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜，所述正極包括正極活性物質(zhì)80-98% (重量比)，導(dǎo)電劑1-19% (重量比)，粘結(jié)劑1-19% (重量比);所述負(fù)極包括負(fù)極活性物質(zhì)80-98% (重量比)，導(dǎo)電劑1-19% (重量比)，粘結(jié)劑1-19%(重量比)；所述正極活性物質(zhì)為鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰的一種或兩種；所述負(fù)極活性物質(zhì)為硬碳、軟碳中的一種或兩種；所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)電炭黑、碳纖維、鱗片石墨、碳納米管中的一種；所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、羧丙基甲基纖維素中的一種。優(yōu)選的，所述可大倍率充放電的鋰離子電池的正負(fù)極N/P比為I. 0-2. O。優(yōu)選的，所述隔膜的厚度5-50 μ m。優(yōu)選的，所述可大倍率充放電的鋰離子電池的溫度使用范圍為-50°C -70°C。
優(yōu)選的，所述可大倍率充放電的鋰離子電池可以在低溫下充電，溫度范圍為-50°c -20°C。本發(fā)明提供了制備所述可大倍率充放電的鋰離子電池的方法，包括正極極片的制備和負(fù)極極片的制備
正極極片的制備包括以下步驟將正極活性物質(zhì)80-98% (重量比)，導(dǎo)電劑1-19% (重量比)，粘結(jié)劑1-19% (重量比)混合成漿料；所述正極活性物質(zhì)為鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰的一種或兩種；所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)電炭黑、碳纖維、鱗片石墨、碳納米管中的一種；所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、羧丙基甲基纖維素中的一種；將混合成的漿料均勻涂覆在鋁箔上，經(jīng)干燥、輥壓、制片后，得到正極極片；
負(fù)極極片的制備包括以下步驟將負(fù)極活性物質(zhì)80-98%(重量比)，導(dǎo)電劑1-19%(重量比)，粘結(jié)劑1-19% (重量比)混合成漿料；所述負(fù)極活性物質(zhì)為硬碳、軟碳中的一種或兩種；所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)電炭黑、碳纖維、鱗片石墨、碳納米管中的一種；所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、羧丙基甲基纖維素中的一種；將混合成的漿料，均勻涂覆在銅箔上，經(jīng)干燥、輥壓、制片后，得到負(fù)極極片；
將制備好的正極、負(fù)極極片按正、負(fù)極交替的方式堆疊或卷繞成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極；正、負(fù)極極耳通過焊接固定，最后包裝成干電芯；向上述干電芯中注入一定量的電解液；將上述電芯化成，得到高倍率的鋰離子電池。優(yōu)選的，所述正極極片的面密度為10-60mg/cm2。優(yōu)選的,所述負(fù)極極片的面密度為5-50 mg/ cm2。由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果
(1)本發(fā)明所得到的鋰離子電池具有大倍率充放電特性，可以滿足動力電池對功率的要求；
(2)本發(fā)明所得到的鋰離子電池在-50°C_70°C下充放電性能優(yōu)異，滿足動力電池的寬溫度使用范圍需求；
(3)本發(fā)明所得到的鋰離子電池在低溫下具有良好的充電性能，在-30°C下充電容量>70% ；
(4)本發(fā)明所得到的鋰離子電池具有優(yōu)異的循環(huán)特性，且電池在循環(huán)過程中膨脹率〈3%，電池不易變形，具有良好的安全特性與較長的使用壽命；
(5)本發(fā)明所得到的鋰離子電池具有良好的倍率充電性能，能夠滿足動力電池快充的要求。


圖I為可大倍率充放電的鋰離子電池的倍率放電測試圖。圖2為可大倍率充放電的鋰離子電池的加速循環(huán)測試圖。
具體實施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明
本發(fā)明提供了一種可大倍率充放電的鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜，所述正極包括正極活性物質(zhì)80-98% (重量比)，導(dǎo)電劑1-19% (重量比)，粘結(jié)劑1-19% (重量比);所述負(fù)極包括負(fù)極活性物質(zhì)80-98% (重量比)，導(dǎo)電劑1-19% (重量比)，粘結(jié)劑1-19% (重量t匕)；所述正極活性物質(zhì)為鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰的一種或兩種；所述負(fù)極活性物質(zhì)為硬碳、軟碳中的一種或兩種；所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)電炭黑、碳纖維、鱗片石墨、碳納米管中的一種；所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、羧丙基甲基纖維素中的一種。優(yōu)選的，所述可大倍率充放電的鋰離子電池的正負(fù)極N/P比為1. 0-2. O。優(yōu)選的，所述隔膜的厚度5-50 μ m。優(yōu)選的，所述可大倍率充放電的鋰離子電池的溫度使用范圍為-50°C -70°C。優(yōu)選的，所述可大倍率充放電的鋰離子電池可以在低溫下充電，溫度范圍為-50°C -20°C。本發(fā)明提供了制備所述可大倍率充放電的鋰離子電池的方法，包括正極極片的制備和負(fù)極極片的制備
正極極片的制備包括以下步驟將正極活性物質(zhì)80-98% (重量比)，導(dǎo)電劑1-19% (重量比)，粘結(jié)劑1-19% (重量比)混合成漿料；所述正極活性物質(zhì)為鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰的一種或兩種；所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)電炭黑、碳纖維、鱗片石墨、碳納米管中的一種；所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、羧丙基甲基纖維素中的一種；將混合成的漿料均勻涂覆在鋁箔上，經(jīng)干燥，輥壓、制片后，得到正極極片；
負(fù)極極片的制備包括以下步驟將負(fù)極活性物質(zhì)80-98%(重量比)，導(dǎo)電劑1-19%(重量比)，粘結(jié)劑1-19% (重量比)混合成漿料；所述負(fù)極活性物質(zhì)為硬碳、軟碳中的一種或兩種；所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)電炭黑、碳纖維、鱗片石墨、碳納米管中的一種；所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、羧丙基甲基纖維素中的一種；將混合成的漿料，均勻涂覆在銅箔上，經(jīng)干燥，輥壓、制片后，得到負(fù)極極片；
將制備好的正極、負(fù)極極片按正、負(fù)極交替的方式堆疊或卷繞成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極；正、負(fù)極極耳通過焊接固定，最后包裝成干電芯；向上述干電芯中注入一定量的電解液；將上述電芯化成，得到高倍率的鋰離子電池。優(yōu)選的，所述正極極片的面密度為10-60mg/cm2。優(yōu)選的，所述負(fù)極極片的面密度為5-50 mg/ cm2。下面將通過實施例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明
實施例1 (1)將80%(重量比)的鎳鈷錳酸鋰，15% (重量比)的炭黑，5% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為15mg/cm2，經(jīng)干燥，輥壓、制片后，得到正極片；
(2)將85%(重量比)的硬碳，5% (重量比)的炭黑，10% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度為8mg/cm2，經(jīng)干燥，輥壓、制片后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極、負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。對得到的高倍率鋰離子電池做倍率放電測試，放電倍率設(shè)為IC、IOC、20C、40C、60C ;經(jīng)測試，該電池具有良好的倍率性能，在常溫環(huán)境下，電芯在60C的容量保持率在84%以上,如圖I所示。接著，對得到的高倍率鋰離子電池做循環(huán)壽命測試，循環(huán)設(shè)為5C充電/5C放電的加速循環(huán)，經(jīng)測試，該電池在循環(huán)2000周后，容量仍保持在95%，如圖2所示。實施例2
(1)將80%(重量比)的鎳鈷錳酸鋰，15% (重量比)的炭黑，5% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為15mg/cm2，經(jīng)干燥，輥壓、制片后，得到正極片；
(2)將85%(重量比)的軟碳，5% (重量比)的炭黑，10% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合 成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度8mg/cm2，經(jīng)干燥，輥壓、制片后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極、負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。經(jīng)測試，所得到的鋰離子電池也具有良好的倍率性能，40C放電可達(dá)到容量的85%，5C/5C循環(huán)1000次后，循環(huán)保持在94%。實施例3
(1)將80%(重量比)的錳酸鋰，15% (重量比)的炭黑，5% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為15mg/cm2，經(jīng)干燥，輥壓、制片后，得到正極片；
(2)將85%(重量比)的硬碳，5% (重量比)的炭黑，10% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度8mg/cm2，經(jīng)干燥，輥壓、制片后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極、負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。經(jīng)測試，所得到的鋰離子電池40C倍率放電的容量為80%，5C/5C循環(huán)1000次后，循環(huán)保持在94%。實施例4
(1)將80%(重量比)的鎳鈷錳酸鋰，15% (重量比)的炭黑，5% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為14mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片；
(2)將55%(重量比)的硬碳，30% (重量比)的軟碳，5% (重量比)的炭黑，10% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度8mg/cm2，經(jīng)干燥，輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極、負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。
經(jīng)測試，所得到的鋰離子電池40C倍率放電的容量為85%，5C/5C循環(huán)1000次后，循環(huán)保持在95%。實施例5
(1)將80%(重量比)的鎳鈷錳酸鋰，15% (重量比)的炭黑，5% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為14mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片；
(2)將85(重量比)的軟碳，5% (重量比)的炭黑，10% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度8mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極、負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。經(jīng)測試，所得到的鋰離子電池40C倍率放電的容量為85%，5C/5C循環(huán)1000次后，循環(huán)保持在95%。實施例6
(1)將60%(重量比)的鎳鈷錳酸鋰，將20% (重量比)的錳酸鋰，13% (重量比)的炭黑，7% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為14mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片；
(2)將55%(重量比)的硬碳，30% (重量比)的軟碳，5% (重量比)的炭黑，10% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度8mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極、負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。實施例7(1)將80%(重量比)的鎳鈷錳酸鋰，15% (重量比)的炭黑，5% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為14mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片；
(2)將85%(重量比)的硬碳，5% (重量比)的炭黑，4% (重量比)的丁苯橡膠，6% (重量t匕)的羧甲基纖維素鈉，混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度8mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電 解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。實施例8
(I)將90% (重量比)的鎳鈷錳酸鋰，7% (重量比)的炭黑，3% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為13mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片；
(2)將92%(重量比)的硬碳，3% (重量比)的炭黑，2% (重量比)的丁苯橡膠，3% (重量t匕)的羧甲基纖維素鈉，混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度7mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。實施例9
(1)將95%(重量比)的鎳鈷錳酸鋰，3% (重量比)的炭黑，2% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為14mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片；
(2)將95%(重量比)的硬碳，3% (重量比)的炭黑，2% (重量比)的聚偏氟乙烯，混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度lOmg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。實施例10
(I)將98% (重量比)的鎳鈷錳酸鋰，1% (重量比)的炭納米管，1% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為20mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片;
(2)將96%(重量比)的硬碳，2% (重量比)的炭黑，2% (重量比)的聚偏氟乙烯，混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度15mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中； (6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。實施例11
(1)將98%(重量比)的鎳鈷錳酸鋰，1% (重量比)的炭納米管，1% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為20mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片;
(2)將98%(重量比)的硬碳，1% (重量比)的炭黑，1% (重量比)的聚偏氟乙烯，混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度13mg/cm2，經(jīng)干燥，輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。實施例12
(1)將88%(重量比)的鎳鈷錳酸鋰，4% (重量比)的炭黑，5% (重量比)的炭納米管，3%(重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為25mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片；
(2)將90%(重量比)的硬碳，2% (重量比)的炭黑，2% (重量比)的炭纖維，6% (重量比)的聚偏氟乙烯，混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度17mg/cm2，經(jīng)干燥，輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。實施例13(1)將60%(重量比)的錳酸鋰，20% (重量比)的鎳鈷錳酸鋰，5% (重量比)的炭黑，5%(重量比)的鱗片石墨，10% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為50mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片；
(2)將55%(重量比)的硬碳，30% (重量比)的軟碳，3% (重量比)的炭黑，5% (重量比)的炭纖維，7% (重量比)的聚偏氟乙烯，混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度30mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電 解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。實施例14
(1)將50%(重量比)的錳酸鋰，30% (重量比)的鎳鈷錳酸鋰，19% (重量比)的炭黑，1%(重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為40mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片；
(2)將50%(重量比)的硬碳，30% (重量比)的軟碳，19% (重量比)的炭黑，1% (重量比)聚偏氟乙烯，混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度28mg/cm2，經(jīng)干燥，輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；
(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。實施例15
(1)將85%(重量比)的鎳鈷錳酸鋰，5% (重量比)的炭黑，10% (重量比)的聚偏二氟乙烯混合成漿料，均勻涂覆在鋁箔上，面密度為38mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到正極片；
(2)將30%(重量比)的硬碳，50% (重量比)的軟碳，13% (重量比)的炭纖維，7% (重量比)的聚偏氟乙烯，混合成漿料，均勻涂覆在銅箔上，面密度20mg/cm2，經(jīng)干燥、輥壓、沖切后，得到負(fù)極片；
(3)制備干電芯經(jīng)制片后，將正極負(fù)極極片按正負(fù)極交替堆積的方式堆疊成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極。正、負(fù)極極耳通過超聲焊固定，最后通過鋁塑膜包裝成干電芯；
(4)制備的干電芯經(jīng)過烘烤，除去電池中的水分；
(5)向上述干電芯中注入一定量的電解液，封口并靜置，使極片與隔膜都充分浸潤在電解液中；(6)將上述電芯化成，最后經(jīng)過一段時間的老化，得到高倍率的鋰離子電池。由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果
(1)本發(fā)明所得到的鋰離子電池具有大倍率充放電特性，可以滿足動力電池對功率的要求；
(2)本發(fā)明所得到的鋰離子電池在-50°C_70°C下充放電性能優(yōu)異，滿足動力電池的寬溫度使用范圍需求；
(3)本發(fā)明所得到的鋰離子電池在低溫下具有良好的充電性能，在-30°C下充電容量>70% ；
(4)本發(fā)明所得到的鋰離子電池具有優(yōu)異的循環(huán)特性，且電池在循環(huán)過程中膨脹率〈3%，電池不易變形，具有良好的安全特性與較長的使用壽命；
(5)本發(fā)明所得到的鋰離子電池具有良好的倍率充電性能，能夠滿足動力電池快充的要求。
權(quán)利要求
1.一種可大倍率充放電的鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜，其特征在于所述正極包括正極活性物質(zhì)80-98% (重量比)，導(dǎo)電劑1-19% (重量比)，粘結(jié)劑1-19% (重量比);所述負(fù)極包括負(fù)極活性物質(zhì)80-98% (重量比)，導(dǎo)電劑1-19% (重量比)，粘結(jié)劑1-19% (重量t匕)；所述正極活性物質(zhì)為鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰的一種或兩種；所述負(fù)極活性物質(zhì)為硬碳、軟碳中的一種或兩種；所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)電炭黑、碳纖維、鱗片石墨、碳納米管中的一種；所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、羧丙基甲基纖維素中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可大倍率充放電的鋰離子電池，其特征在于所述可大倍率充放電的鋰離子電池的正負(fù)極N/P比為I. 0-2. O。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可大倍率充放電的鋰離子電池，其特征在于所述隔膜的厚度 5-50u m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可大倍率充放電的鋰離子電池，其特征在于所述可大倍率充放電的鋰離子電池的溫度使用范圍為-50°C -70°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可大倍率充放電的鋰離子電池，其特征在于所述可大倍率充放電的鋰離子電池可以在低溫下充電，溫度范圍為_50°C -20°C。
6.一種制備權(quán)利要求1-5任意一項所述的可大倍率充放電的鋰離子電池的方法，包括正極極片的制備和負(fù)極極片的制備，其特征在于 正極極片的制備包括以下步驟將正極活性物質(zhì)80-98% (重量比)，導(dǎo)電劑1-19% (重量比)，粘結(jié)劑1-19% (重量比)混合成漿料；所述正極活性物質(zhì)為鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰的一種或兩種；所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)電炭黑、碳纖維、鱗片石墨、碳納米管中的一種；所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、羧丙基甲基纖維素中的一種；將混合成的漿料均勻涂覆在鋁箔上，經(jīng)干燥，輥壓、制片后，得到正極極片； 負(fù)極極片的制備包括以下步驟將負(fù)極活性物質(zhì)80-98%(重量比)，導(dǎo)電劑1-19%(重量比)，粘結(jié)劑1-19% (重量比)混合成漿料；所述負(fù)極活性物質(zhì)為硬碳、軟碳中的一種或兩種；所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)電炭黑、碳纖維、鱗片石墨、碳納米管中的一種；所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、羧丙基甲基纖維素中的一種；將混合成的漿料，均勻涂覆在銅箔上，經(jīng)干燥、輥壓、制片后，得到負(fù)極極片； 將制備好的正極、負(fù)極極片按正、負(fù)極交替的方式堆疊或卷繞成電芯，其中正負(fù)極以隔膜隔開，并保證附料區(qū)負(fù)極包住正極；正、負(fù)極極耳通過焊接固定，最后包裝成干電芯；向上述干電芯中注入一定量的電解液；將上述電芯化成，得到高倍率的鋰離子電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備可大倍率充放電的鋰離子電池的方法，其特征在于所述正極極片的面密度為10-60mg/cm2。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備可大倍率充放電的鋰離子電池的方法，其特征在于所述負(fù)極極片的面密度為5-50 mg/ cm2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可大倍率充放電的鋰離子電池及其制備方法。一種可大倍率充放電的鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜，所述正極包括正極活性物質(zhì)80-98%(重量比)，導(dǎo)電劑1-19%(重量比)，粘結(jié)劑1-19%(重量比)；所述負(fù)極包括負(fù)極活性物質(zhì)80-98%(重量比)，導(dǎo)電劑1-19%(重量比)，粘結(jié)劑1-19%(重量比)；所述正極活性物質(zhì)為鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰的一種或兩種；所述負(fù)極活性物質(zhì)為硬碳、軟碳中的一種或兩種；所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)電炭黑、碳纖維、鱗片石墨、碳納米管中的一種；所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉、羧丙基甲基纖維素中的一種。按照本發(fā)明提供的可大倍率充放電的鋰離子電池及其制備方法，鋰離子電池具有大倍率充放電特性，充放電特性好，溫度使用范圍寬，低溫充電性能優(yōu)異，循環(huán)壽命長，安全性高。
文檔編號H01M4/139GK102983355SQ20121056700
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者趙珊珊, 馮樹南, 從長杰, 王馳偉 申請人:天津市捷威動力工業(yè)有限公司