CN104953169A - 一种锂离子低温电池 - Google Patents

一种锂离子低温电池 Download PDF

Info

Publication number
CN104953169A
CN104953169A CN201510285244.3A CN201510285244A CN104953169A CN 104953169 A CN104953169 A CN 104953169A CN 201510285244 A CN201510285244 A CN 201510285244A CN 104953169 A CN104953169 A CN 104953169A
Authority
CN
China
Prior art keywords
negative plate
conductive agent
graphene conductive
lithium ion
positive plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510285244.3A
Other languages
English (en)
Inventor
赵志勇
陈威
谢雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HUBEI LILAI TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
HUBEI LILAI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HUBEI LILAI TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical HUBEI LILAI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201510285244.3A priority Critical patent/CN104953169A/zh
Publication of CN104953169A publication Critical patent/CN104953169A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提出了一种锂离子低温电池，包括交错堆叠的正极片和负极片，正负极片之间设有隔膜，正负极片上分别设有极耳；正极片中包括由钴酸锂活性物质、石墨烯导电剂、PVDF粘结剂组成的固体物质及NMP溶剂；负极片中包括由石墨活性物质、石墨烯导电剂、CMC分散剂、SBR粘结剂组成的固体物质及由NMP与纯净水组成混合溶剂；正、负极片中各物质配比特定；电解液中添加FEC添加剂。该锂离子低温电池通过改变正、负极片的原料配比，采用超导石墨烯导电剂，提高了电池的稳定性和安全性，常温环境下可满足大功率放电；低温环境中仍可正常工作，放电效率高，实用性强。

Description

一种锂离子低温电池
技术领域
本发明涉及一种锂离子低温电池，属于电池制造技术领域。
背景技术
为实现节能与环保目的，开发新型高效能源成为当今社会发展的必然趋势。目前，市场上的高性能电池主要有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等；锂离子电池由于其比功率高、循环寿命长等特点被广泛用于电子产品及电动车领域。
现有锂离子电池主要采用正、负电极膜、隔膜，通过卷绕、叠片工艺组装，然后添加电解液而成。该方法制作出的电池，具有能量密度高、输出电压高、自放电小、循环性能优越等特点，基本能够满足市场的需求。但该产品一般只能用于-20～60℃的环境下使用，一旦在低于-20℃的条件下使用，往往会出现放电时间短或无法放电等情况，严重影响电器的使用。
发明内容
为提高锂离子电池放电的稳定性，保证其低温条件下能够正常使用，本发明提出一种锂离子低温电池。
为此，本发明的技术方案为：一种锂离子低温电池，包括交错堆叠的正极片和负极片，正负极片之间设有隔膜，正负极片上分别设有极耳，其特征在于：
所述的正极片中包括由钴酸锂活性物质、石墨烯导电剂、PVDF粘结剂组成的固体物质及NMP溶剂；其中固体物质：NMP溶剂的质量百分比为68.7～69.3％：30.7～31.3％，固体物质中钴酸锂活性物质：石墨烯导电剂：PVDF粘结剂的重量百分比为95.3～96.3％：2.0～2.4％：1.7～2.3％；
所述的负极片中包括由石墨活性物质、石墨烯导电剂、CMC分散剂、SBR粘结剂组成的固体物质及由NMP与纯净水组成混合溶剂；其中固体物质：混合溶剂的质量百分比为46.4～47.0％：53.0～53.6％，固体物质中石墨活性物质：石墨烯导电剂：CMC分散剂：SBR粘结剂的重量百分比为95.3～95.9％：0.9～1.1％：1.1～1.3％：2.1～2.3％，混合溶剂中NMP：纯净水的重量百分比为7.2～8.2％：91.8～92.8％。
对于上述技术方案的一种改进在于：所述极耳与电池盖板连接片之间至少有80％的面积通过超声波焊接工艺固定连接。
有益效果：
本发明锂离子低温电池通过改变正、负极片的原料配比，采用超导石墨烯导电剂，提高了电池的稳定性和安全性；该锂离子低温电池常温环境下可满足大功率放电，低温环境中仍可正常工作，其中：-40℃条件下，0.5C可放出初始容量70％以上的电量，-60℃条件下，0.2C可放出初始容量50％以上的电量，放电效率高，实用性强。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为图1中正极片的结构示意图；
图3为图1中负极片的结构示意图；
图4为本发明锂离子低温电池在不同温度下的倍率放电曲线；
图中标号为：1、正极片；2、负极片；3、正极耳；4、负极耳。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3所示，一种锂离子低温电池，包括交错堆叠的两片正极片1和两片负极片2，每片正极片与每片负极片之间设有隔膜，每片正极片上设有正极耳3，每片负极片上设有负极耳4；所述的正极片1中包括由钴酸锂活性物质、石墨烯导电剂、PVDF粘结剂组成的固体物质及NMP溶剂；其中固体物质：NMP溶剂的质量百分比为69.0％：31.0％，固体物质中钴酸锂活性物质：石墨烯导电剂：PVDF粘结剂的重量百分比为95.8％：2.2％：2.0％；所述的负极片3中包括由石墨活性物质、石墨烯导电剂、CMC分散剂、SBR粘结剂组成的固体物质及由NMP与纯净水组成混合溶剂；其中固体物质：混合溶剂的质量百分比为46.7％：53.3％，固体物质中石墨活性物质：石墨烯导电剂：CMC分散剂：SBR粘结剂的重量百分比为95.6％：1.0％：1.2％：2.2％，混合溶剂中NMP：纯净水的重量百分比为7.7％：92.3％。
为了提高装配效率及焊接质量，所述的正负极耳与电池盖板连接片之间有80％的面积通过超声波焊接工艺固定连接。
如图4所示，通过试验检测得到本发明锂离子低温电池在不同温度条件下的倍率放电曲线，图中：a表示-20℃，0.5C电池的放电曲线；b表示-40℃，0.5C电池的放电曲线；c表示-60℃，0.5C电池的放电曲线；试验表明本发明锂离子低温电池使用温度非常宽，放电效率高。
本发明中所述的正负极片采用铝壳叠片工艺制作，采用FEC添加剂电解液提高低温下的电导率，通过多极耳并联方式组装而成。
本发明锂离子低温电池通过改变正、负极片的原料配比，采用超导石墨烯作为导电剂，并用多极耳叠片工艺，提高了电池的稳定性和安全性，常温环境下可满足大功率放电；低温环境中仍可正常工作，通过实验检测发现：-40℃条件下，0.5C可放出初始容量70％以上的电量，-60℃条件下，0.2C可放出初始容量50％以上的电量，放电效率高，实用性强。

Claims (2)

1. 一种锂离子低温电池，包括交错堆叠的正极片和负极片，正负极片之间设有隔膜，正负极片上分别设有极耳，其特征在于：
所述的正极片中包括由钴酸锂活性物质、石墨烯导电剂、PVDF粘结剂组成的固体物质及NMP溶剂；其中固体物质：NMP溶剂的质量百分比为68.7～69.3％：30.7～31.3％，固体物质中钴酸锂活性物质：石墨烯导电剂：PVDF粘结剂的重量百分比为95.3～96.3％：2.0～2.4％：1.7～2.3％；
所述的负极片中包括由石墨活性物质、石墨烯导电剂、CMC分散剂、SBR粘结剂组成的固体物质及由NMP与纯净水组成混合溶剂；其中固体物质：混合溶剂的质量百分比为46.4～47.0％：53.0～53.6％，固体物质中石墨活性物质：石墨烯导电剂：CMC分散剂：SBR粘结剂的重量百分比为95.3～95.9％：0.9～1.1％：1.1～1.3％：2.1～2.3％，混合溶剂中NMP：纯净水的重量百分比为7.2～8.2％：91.8～92.8％。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子低温电池，其特征在于：所述极耳与电池盖板连接片之间至少有80％的面积通过超声波焊接工艺固定连接。
CN201510285244.3A 2015-05-29 2015-05-29 一种锂离子低温电池 Pending CN104953169A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510285244.3A CN104953169A (zh) 2015-05-29 2015-05-29 一种锂离子低温电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510285244.3A CN104953169A (zh) 2015-05-29 2015-05-29 一种锂离子低温电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104953169A true CN104953169A (zh) 2015-09-30

Family

ID=54167663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510285244.3A Pending CN104953169A (zh) 2015-05-29 2015-05-29 一种锂离子低温电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104953169A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105552377A (zh) * 2016-01-22 2016-05-04 浙江极力动力新能源有限公司 石墨烯作为导电剂锂离子电池负极浆料及其制备方法
CN106450290A (zh) * 2016-11-15 2017-02-22 保定风帆新能源有限公司 一种可低温充放电宽温域锂离子电池合浆及制备方法
CN111029566A (zh) * 2019-11-18 2020-04-17 淮北市锂动芯新能源科技有限公司 一种快充软包装锂离子电池

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101710619A (zh) * 2009-12-14 2010-05-19 重庆大学 一种锂离子电池的电极极片及其制作方法
CN101997120A (zh) * 2010-10-09 2011-03-30 深圳市贝特瑞纳米科技有限公司 锂离子电池导电添加剂及其制备方法
CN102394312A (zh) * 2011-12-03 2012-03-28 山东精工电子科技有限公司 一种低温改善型磷酸铁锂电池
CN104183862A (zh) * 2014-08-06 2014-12-03 湖北力莱科技有限公司 电子烟电池及其制作方法
CN104393239A (zh) * 2014-10-11 2015-03-04 东莞市翔丰华电池材料有限公司 一种引入石墨烯导电剂锂离子电池负极极片制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101710619A (zh) * 2009-12-14 2010-05-19 重庆大学 一种锂离子电池的电极极片及其制作方法
CN101997120A (zh) * 2010-10-09 2011-03-30 深圳市贝特瑞纳米科技有限公司 锂离子电池导电添加剂及其制备方法
CN102394312A (zh) * 2011-12-03 2012-03-28 山东精工电子科技有限公司 一种低温改善型磷酸铁锂电池
CN104183862A (zh) * 2014-08-06 2014-12-03 湖北力莱科技有限公司 电子烟电池及其制作方法
CN104393239A (zh) * 2014-10-11 2015-03-04 东莞市翔丰华电池材料有限公司 一种引入石墨烯导电剂锂离子电池负极极片制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105552377A (zh) * 2016-01-22 2016-05-04 浙江极力动力新能源有限公司 石墨烯作为导电剂锂离子电池负极浆料及其制备方法
CN106450290A (zh) * 2016-11-15 2017-02-22 保定风帆新能源有限公司 一种可低温充放电宽温域锂离子电池合浆及制备方法
CN106450290B (zh) * 2016-11-15 2019-06-18 风帆有限责任公司 一种可低温充放电宽温域锂离子电池合浆及制备方法
CN111029566A (zh) * 2019-11-18 2020-04-17 淮北市锂动芯新能源科技有限公司 一种快充软包装锂离子电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102208598A (zh) 石墨烯涂层改性的锂二次电池的电极极片及其制作方法
CN104538650A (zh) 一种改性的锂/氟化碳电池
CN202308155U (zh) 一种具有高安全性的电容电池
CN101227015A (zh) 高倍率及高安全性能的圆柱型锂离子电池
CN202094232U (zh) 锰酸锂锂离子动力电池
CN104795559A (zh) 一种高能量密度的锂离子动力电池
CN102208678A (zh) 一种安全型锂离子电池
CN106169617A (zh) 一种空间用安全高功率锂离子蓄电池
CN102881951A (zh) 具有高安全性的电容电池
CN111682258A (zh) 一种介质电解质、锂离子电池及其制备方法
CN201523044U (zh) 动力锂离子电池
CN104953169A (zh) 一种锂离子低温电池
CN102290566B (zh) 锂电池负极制备方法及其锂电池
CN102122725B (zh) 一种锂-二硫化铁电池
CN103427111A (zh) 一种锂离子储能电池及其制造方法
CN105513827A (zh) 一种（lmo-ncm-ac）/（lto-ac）混合电池电容电极材料及电极片
CN103187554A (zh) 锰基复合电极、含锰基复合电极的锂离子电池及制备方法
CN202917600U (zh) 一种铝塑包装锂离子高功率电池
CN104752687A (zh) 一种聚合物锂离子电池正负极集流体的制作方法
CN104282877A (zh) 电极片及含有该电极片的锂离子电池
CN201408810Y (zh) 具有高安全性的倍率型锂离子动力电池
CN200941411Y (zh) 蓄电池
CN110600285A (zh) 一种锂离子电化学储能器件负极的无析锂预嵌锂方法
CN102299375B (zh) 锂离子动力电池及锂离子动力电池的制备方法
CN103378344B (zh) 电池极片及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150930