CN104393332B - 一种镍钴锰锂动力电池及其制作方法 - Google Patents

一种镍钴锰锂动力电池及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镍钴锰锂动力电池及其制作方法，将镍钴锰酸锂、D50值8‑10μm作为正极活性物质，负极采用中间相碳微球、人造石墨、复合石墨中的一种或两种，隔膜采用三层复合隔膜表面涂敷Al2‑xBxO3(x＝0.02‑0.1)，即Al2‑xBxO3/PP/PE/PP高安全陶瓷隔膜，其中B＝碱土金属离子、稀土金属离子、过渡金属离子中的一种或几种；电解液成分为：内含酸乙烯酯(EC)25％‑30％、碳酸丙烯酯(PC)5％‑10％、氟苯(FB)25％‑30％、碳酸二乙酯(DEC)10％‑15％，锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)，浓度10％‑12％，添加剂为碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、硫酸亚乙烯脂、氟化烃、联苯、马来酸酯、马来酰亚胺占总量为电解液总量10％；型铝壳锂离子电池正负极片经卷绕、并卷芯、焊盖板、入壳、烘烤、激光焊、二次烘烤、注液、化成、抽气、压钢珠、分容、45度至75度高温老化，120 h‑24h高温热成膜。

Description

一种镍钴锰锂动力电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及储能动力电池，特别是涉及镍钴锰酸锂离子储能动力电池。
背景技术
镍钴锰酸锂离子储能动力电池，具有低成本，高能量密度，长寿命等优异性能。但镍钴锰酸锂锂离子动力电池安全性能需要改进，才能保证应用要求。常见的安全性能改进方法：电芯极片结构改进，采用高安全性材料。
正极表面包覆，减少高温条件下电解液与正极催化反应。正极或负极片表面涂覆氧化铝类电子隔离、离子导通陶瓷涂层。采用具有阻燃类添加剂的电解液，或采用耐高温性能的陶瓷隔膜。
大容量储能动力电池各项安全性能要求非常严格，各种改善安全性材料相互搭配，如果不当，不但不能达到改善电芯安全性能作用，而且会导致电芯电性能劣化。
发明内容
本发明能提供一种高低温兼顾、高安全、高能量密度的锂离子电池，能提高镍钴锰酸锂离子储能动力电池高温储存性能、低温放性能、安全性能等。
本发明通过在陶瓷隔膜中加入具有热催化聚合有机分子单体作用催化剂。可以很好地改善电芯内部热失控情况下产热速度，达到明显改善镍钴锰酸锂锂离子动力电池安全性能目的。
本发明的技术方案如下：
1.正极活性物质为镍钴锰酸锂、D50值8-10μm。负极采用中间相碳微球、人造石墨、复合石墨中的一种或两种。
隔膜采用Al2-xBxO3/PP/PE/PP高安全陶瓷隔膜.B＝碱土金属离子、稀土金属离子、过渡金属离子中的一种或几种,x＝0.02-0.1。
2.电解液采用高低温兼顾溶剂配方，内含碳酸乙烯酯(EC)25％-30％、碳酸丙烯酯(PC)5％-10％、氟苯(FB)25％-30％、碳酸二乙酯(DEC)10％-15％，锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)，浓度10％-12％，添加剂为碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、硫酸亚乙烯脂、氟化烃、联苯、马来酸酯、马来酰亚胺占总量为电解液总量10％。
3.方型铝壳锂离子电池正负极片经卷绕、并卷芯、焊盖板、入壳、烘烤、激光焊、二次烘烤、注液、化成、抽气、压钢珠、分容、45度至75度高温老化，120h-24h高温热成膜。老化温度越高,老化时间越短。该工艺即可快速挑选不良电芯，分选出不同自放电的电池，而且可以提升电池高低温性能。
4.负极为中间相碳微球、人造石墨、复合石墨中的一种或两种，利于提高电解液与负极相容性，利于电性能及安全性能发挥。
5.正极镍钴锰酸锂、D50值8-10μm。利于提升电池安全性能。
6.隔膜采用三层复合隔膜表面涂敷Al2-xBxO3利于降低高温条件下隔膜热收缩率，提高电池安全性能。
7.电解液采用高介电常数、低粘度、高沸点溶剂配方，利于提升电芯性能。
8.电解液采用添加剂具有正/负极表面成膜作用，利于提升电池高温性能及安全性能。
9.高温陈化过程利于SEI膜形成大量氟化锂成份、利于提升电池高低温性能。陈化条件45度至75度陈化120h-24h陈化温度越高，陈化时间越短。
10.所得方型锂离子电池具有高低温兼顾、高安全性能。
具体实施方式
本发明实例186590-10Ah镍钴锰锂锂离子电池
实施例1
1.正极活性物质为镍钴锰酸锂、D50值8-10μm。负极采用中间相碳微球、人造石墨、复合石墨中的一种或两种。
2.隔膜采用Al2-xBxO3/PP/PE/PP高安全陶瓷隔膜.B＝碱土金属离子、稀土金属离子、过渡金属离子中的一种或几种,x＝0.02-0.1。
3.电解液采用高低温兼顾溶剂配方，内含碳酸乙烯酯EC 25％、碳酸丙烯酯PC5％、氟苯FB 30％、碳酸二乙酯DEC 20％，锂盐为六氟磷酸锂LiPF6，浓度10％。添加剂为碳酸乙烯亚乙酯VEC、硫酸亚乙烯脂、氟化烃、马来酸酯、马来酰亚胺占电解液总量10％。
4.方型铝壳锂离子电池正/负极片经卷绕、并卷芯、焊盖板、入壳、烘烤、激光焊、二次烘烤、注液、化成、抽气、压钢珠、分容、45度至75度高温老化120h-24h高温热成膜。老化温度越高,老化时间越短。
实验电池高低温测试及安全性能测试结果如下：
实施例2
1.正极活性物质为镍钴锰酸锂、D50值8-10μm。负极采人造石墨、复合石墨中的一种或两种。
2.隔膜采用Al2O3/PP/PE/PP高安全陶瓷隔膜.
3.电解液采用高低温兼顾溶剂配方，内含EC 25％、PC 5％、FB30％、DEC 20％，锂盐为LiPF6，浓度10％。添加剂为VEC、硫酸亚乙烯脂、氟化烃、马来酸酯、马来酰亚胺占电解液总量10％。
4.方型铝壳锂离子电池正负极片经卷绕、并卷芯、焊盖板、入壳、烘烤、激光焊、二次烘烤、注液、化成、抽气、压钢珠、分容、45度至75度高温老化120h-24h高温热成膜。老化温度越高,老化时间越短。
实验电池高低温测试及安全性能测试结果如下：
对比例1
1、正极活性物质为镍钴锰酸锂、D50值8-10μm。负极采用人造石墨、复合石墨中的一种或两种。
2、隔膜采用Al2-xBxO3/PP/PE/PP高安全陶瓷隔膜.B＝碱土金属离子、稀土金属离子、过渡金属离子中的一种或几种。
3、电解液采用高低温兼顾溶剂配方，内含EC 26％、PC 6％、FB32％、DEC 21％，锂盐为LiPF6，浓度10％。添加剂为VEC、硫酸亚乙烯脂、氟化烃，占电解液总量5％。
4、方型铝壳锂离子电池正负极片经卷绕、并卷芯、焊盖板、入壳、烘烤、激光焊、二次烘烤、注液、化成、抽气、压钢珠、分容、45度至75度高温老化120h-24h高温热成膜。老化温度越高,老化时间越短。
实验电池高低温测试及安全性能测试结果如下：
对比例2(详细内容见发明内容)
1、正极活性物质为镍钴锰酸锂、D50值8-10μm。负极采用中间相碳微球、人造石墨、复合石墨中的一种或两种。
4、隔膜采用PP/PE/PP高安全隔膜.
5、电解液采用高低温兼顾溶剂配方，内含EC 25％、EMC 30％、DEC 30％、，锂盐为LiPF6，浓度10％。VEC、硫酸亚乙烯脂、氟化烃添加剂占电解液总量5％。
4、方型铝壳锂离子电池正负极片经卷绕、并卷芯、焊盖板、入壳、烘烤、激光焊、二次烘烤、注液、化成、抽气、压钢珠、分容、45度至75度高温老化120h-24h高温热成膜。老化温度越高,老化时间越短。

Claims (2)

1.一种镍钴锰锂动力电池，其特征在于：镍钴锰酸锂、D50值8-10μm作为正极活性物质，负极采用中间相碳微球、人造石墨、复合石墨中的一种或两种，隔膜采用三层复合隔膜表面涂敷Al2-xBxO3，即Al2-xBxO3/PP/PE/PP陶瓷隔膜，其中B＝碱土金属离子、稀土金属离子、过渡金属离子中的一种或几种；x＝0.02-0.1，电解液成分为：内含碳酸乙烯酯25％-30％、碳酸丙烯酯5％-10％、氟苯25％-30％、碳酸二乙酯10％-15％，锂盐为六氟磷酸锂，浓度10％-12％，添加剂为碳酸乙烯亚乙酯、硫酸亚乙烯脂、氟化烃、联苯、马来酸酯和马来酰亚胺，占电解液总量的10％。
2.一种镍钴锰锂动力电池的制作方法，其特征在于：
将镍钴锰酸锂、D50值8-10μm作为正极活性物质，负极采用中间相碳微球、人造石墨、复合石墨中的一种或两种，隔膜采用三层复合隔膜表面涂敷Al2-xBxO3，x＝0.02-0.1，即Al2- xBxO3/PP/PE/PP陶瓷隔膜，其中B＝碱土金属离子、稀土金属离子、过渡金属离子中的一种或几种；电解液成分为：内含酸乙烯酯25％-30％、碳酸丙烯酯5％-10％、氟苯25％-30％、碳酸二乙酯10％-15％，锂盐为六氟磷酸锂，浓度10％-12％，添加剂为碳酸乙烯亚乙酯、硫酸亚乙烯脂、氟化烃、联苯、马来酸酯和马来酰亚胺，占电解液总量的10％；
方型铝壳锂离子电池正负极片经卷绕、并卷芯、焊盖板、入壳、烘烤、激光焊、二次烘烤、注液、化成、抽气、压钢珠、分容、45度至75度高温老化，120h-24h高温热成膜。
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