CN104993168A - 一种高容量9v可充锂电池及工艺制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高容量9V可充锂电池及工艺制作方法，锂电池包括两节串联的4.5V锂电池，每节锂电池包括工作电压在4.4V-4.6V的正极、工作电压在0.05V的负极、电解液或聚合物电解质、隔膜和钢性外壳；正极、隔膜和负极卷成卷芯，卷芯设在钢性外壳内部；正极包括正极集流体、正极活性物质层和正极引线，正极活性物质层涂覆在正极集流体上，正极集流体通过正极引线连接到盖帽，负极包括负极集流体、负极活性物质层和负极引线，负极活性物质层涂覆在负极集流体上，负极集流体通过负极引线连接到钢性外壳，电解液溶质采用LiPF6，溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合液体电解液；隔膜采用多孔质的高分子聚乙稀薄膜。

Description

一种高容量9V可充锂电池及工艺制作方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种高容量9V可充锂电池及工艺制作方法。
背景技术
9V电池广泛应用于各类仪器仪表、计算机主板、移动通信、血糖测试仪、耳温枪、遥控器以及其他家用电子电器产品中。随着科技的进步和环保意识的提高，日常生活中需要高能、环保、安全的化学电源产品，进一步满足生产生活的需求。目前，在这些领域中普遍使用的9V电池主要有三种：一种是传统的一次性电池（如普通干电池、碱性电池），其工作电压一般为1.5V；在使用过程中，将6只电池串联，从而组成9V电池使用。第二种是一次性锂-二氧化锰电池，该电池以金属锂片为负极，其工作电压为3V，能量较高，由3节电池串联组成；但是金属锂有相当高的化学活性，使用过程中容易产生爆炸等安全问题。以上两种均为一次性电池，无法进行充电循环使用，造成资源的极大浪费。第三种为3V电池，也叫二次电池（即可重复充放电使用）；一般是指为以磷酸铁锂材料为正极、石墨为负极的锂离子电池。由3节电池串联组成，此电池能量密度小,一般为200~300MAH。
发明内容
 本发明的目的是提供一种高容量9V可充锂电池及工艺制作方法，该电池可循环充放电使用，能够满足9V电池系列产品的应用；且该电池产品具有循环性能好、安全性能高、无污染、制作简单等优点。
 本发明采用的技术方案为：
一种高容量9V可充锂电池，包括两节串联的4.5V锂电池，每节锂电池包括工作电压在4.4V-4.6V的正极、工作电压在0.05V的负极、电解液或聚合物电解质、隔膜和钢性外壳；正极和负极中间设置隔膜隔开，正极、隔膜和负极卷成卷芯，卷芯设在钢性外壳内部；
所述的正极包括正极集流体、正极活性物质层和正极引线，正极活性物质层涂覆在正极集流体上，正极集流体通过正极引线连接到盖帽，正极活性物质层由正极活性物质、正极活性炭、正极导电剂和正极粘结剂组成；正极活性物质采用尖晶石型高电压镍-锰二元正极材料镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4，正极粘结剂采用聚偏氟乙烯和丁苯橡胶的混合物，正极导电剂采用乙炔黑和科琴黑碳纤维的混合物；
所述的负极包括负极集流体、负极活性物质层和负极引线，负极活性物质层涂覆在负极集流体上，负极集流体通过负极引线连接到钢性外壳，负极活性物质层由负极活性物质、负极导电剂和负极粘结剂组成；所述的负极活性物质采用石墨或者非晶碳，负极导电剂采用乙炔黑和科琴黑碳纤维的混合物，负极粘结剂采用CMC.SBR、丁苯橡胶、环氧树脂和尼龙的混合物；
所述电解液溶质采用LiPF6，溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合液体电解液；
所述的隔膜采用多孔质的高分子聚乙稀薄膜。
所述的正极集流体采用Al，负极集流体采用Cu。
一种高容量9V可充锂电池的工艺制作方法，包括以下步骤：
步骤A：对正极物质层和负极物质层所需材料进行配料
正极物质层所需粉料按照以下质量比配方进行称重：正极活性物质94.93%、正极活性炭0.32%、正极导电剂2.85%和正极粘结剂1.90%；
负极物质层所需粉料按照以下质量比配方进行称重：负极活性物质93.02%、负极导电剂2.33%和负极粘结剂4.65%；
步骤B：烘烤，除水，制作浆料
对步骤A中每一种粉料分别进行烘烤，除去水分；再将正极物质层所需的粉料与有机溶剂NMP混合，一同放入双行星混合设备进行均匀搅拌，混合为正极浆料；将负极物质层所需的粉料与去离子水，一同放入双行星混合设备进行均匀搅拌，混合为负极浆料，配料完成；
步骤C：过筛处理
将步骤A中得到的正极浆料和负极浆料分别通过筛网进行过筛处理，除去颗粒物；
步骤D：涂布处理
将步骤B中过筛过的液体正极浆料或者负极浆料，对应均匀涂布在正极集流体或者负极集流体上，正极集流体和负极集流体均两面涂布，且两面密度一致；
步骤E：再次烘烤
将涂布好的正极集流体和负极集流体放入真空烤箱烘烤，烘烤参数为：温度110°，烘烤时间12h,烘烤目的是除去正极集流体上的有机溶剂NMP, 除去负极集流体上的去离子水；
步骤F：极耳焊接
将步骤C中涂布后的正极集流体或者负极集流体上对应焊接正极耳或者负极耳，正极耳即为正极引线，负极耳即为负极引线；
步骤G：将步骤D中的产物贴胶、除尘；
步骤H：卷绕
通过自动卷绕机将正极和负极卷起来或者叠加起来，正极和负极中间用隔膜隔开，构成卷芯；
步骤I：入壳
将卷好的卷芯放到钢性外壳里面，钢性外壳底部加一个下绝缘垫片，顶部加一个上绝缘垫片，防止短路；
步骤J：点底
通过储能焊接机器将负极耳焊接到钢性外壳底部；
步骤K：卷芯烘烤
将卷芯放在温度80°的真空烘箱进行真空烘烤，烘烤时间12小时，除去水分；
步骤L：注液
用注液机器对烘烤完毕的卷芯进行注液，液体就是电解液；
步骤M：点盖帽
将正极耳焊接到盖帽上，盖帽是正极上面一个防爆装置，与钢性外壳接触形成密封；
步骤N：封口
将盖帽和钢性外壳上部通过封口机器进行封口，制作完成。
本发明使用锂镍锰氧化物作为正极活性物质制造正极，并用一种有机溶剂（N-甲级吡咯烷酮）和粘结剂（聚偏二氟乙烯）或聚四氟乙烯乳液与正极材料用超声分散设备混合均匀，涂覆在铝箔表面烘干制作成正极片；使用石墨或者非晶碳为负极活性物质制造负极，使用铝带焊接在铝箔上，用一种有机溶剂（N-甲级吡咯烷酮）和粘结剂（聚偏二氟乙烯）与负极材料用超声分散设备混合均匀，涂覆在铝箔表面制作成负极片；使用铝镍复合带焊接在铝箔上。由于正极活性物质的工作电压为4.4-4.6V（vs Li/Li+），负极活性物质工作电压为0.05V左右（vs Li/Li+），使用正负极片组装的锂离子电池电压为4.5.0V左右，将两只电池串联使用，满足9V电池系列产品的应用；该电池产品具有循环性能好、安全性能高、无污染等优点，能满足9V工作条件下使用要求。
附图说明
图1为本发明的锂电池结构示意图；
图2为本发明的工艺制作流程框图A部分；
图3为本发明的工艺制作流程框图B部分。
具体实施方式
如图1、2和3所示，本发明包括两节串联的4.5V锂电池，每节锂电池包括工作电压在4.4V-4.6V的正极1、工作电压在0.05V的负极2、电解液或聚合物电解质、隔膜4和钢性外壳5；正极1和负极2中间设置隔膜4隔开，正极1、隔膜4和负极2卷成卷芯，卷芯设在钢性外壳5内部；电池的机械结构同现有的锂电池结构相同，不在详细赘述。
所述的正极1包括正极集流体、正极活性物质层和正极引线，正极活性物质层涂覆在正极集流体上，正极集流体通过正极引线连接到盖帽6，正极活性物质层由正极活性物质、正极活性炭、正极导电剂和正极粘结剂组成；正极活性物质采用尖晶石型高电压镍-锰二元正极材料镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4，正极粘结剂采用聚偏氟乙烯和丁苯橡胶的混合物，正极导电剂采用乙炔黑和科琴黑碳纤维的混合物；
所述的负极2包括负极集流体、负极活性物质层和负极引线3，负极活性物质层涂覆在负极集流体上，负极集流体通过负极引线3连接到钢性外壳5，负极活性物质层由负极活性物质、负极导电剂和负极粘结剂组成；所述的负极活性物质采用石墨或者非晶碳，负极导电剂乙炔黑和科琴黑碳纤维的混合物，负极粘结剂采用CMC.SBR、丁苯橡胶、环氧树脂和尼龙的混合物；
所述电解液溶质采用LiPF6，溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合液体电解液；
所述的隔膜4采用多孔质的高分子聚乙稀薄膜。
本发明的高容量9V可充锂电池的工艺制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A：对正极物质层和负极物质层所需材料进行配料
正极物质层所需粉料按照以下质量比配方进行称重：正极活性物质94.93%、正极活性炭0.32%、正极导电剂2.85%和正极粘结剂1.90%；
负极物质层所需粉料按照以下质量比配方进行称重：负极活性物质93.02%、负极导电剂2.33%和负极粘结剂4.65%；
步骤B：烘烤，除水，制作浆料
对步骤A每一种粉料分别进行烘烤，除去水分；再将正极物质层所需的粉料与有机溶剂NMP混合，一同放入双行星混合设备进行均匀搅拌，混合为正极浆料；将负极物质层所需的粉料与去离子水，一同放入双行星混合设备进行均匀搅拌，混合为负极浆料，配料完成；
步骤C：过筛处理
将步骤A中得到的正极浆料和负极浆料分别通过筛网进行过筛处理，除去颗粒物；
步骤D：涂布处理
将步骤B中过筛过的液体正极浆料或者负极浆料，对应均匀涂布在正极集流体或者负极集流体上，正极集流体和负极集流体均两面涂布，且两面密度一致；
步骤E：再次烘烤
将涂布好的正极集流体和负极集流体放入真空烤箱烘烤，烘烤参数为：温度110°，烘烤时间12h,烘烤目的是除去正极集流体上的有机溶剂NMP, 除去负极集流体上的去离子水；
步骤F：极耳焊接
将步骤C中涂布后的正极集流体或者负极集流体上对应焊接正极耳或者负极耳，正极耳即为正极引线，负极耳即为负极引线3；
步骤G：将步骤D中的产物贴胶、除尘；
步骤H：卷绕
通过自动卷绕机将正极和负极卷起来或者叠加起来，正极和负极中间用隔膜4隔开，构成卷芯；
步骤I：入壳
将卷好的卷芯放到钢性外壳5里面，钢性外壳5底部加一个下绝缘垫片8，顶部加一个上绝缘垫片7，防止短路；
步骤J：点底
通过储能焊接机器将负极耳焊接到钢性外壳5底部；
步骤K：卷芯烘烤
将卷好的卷芯放在温度80°的真空烘箱进行真空烘烤，烘烤时间12小时，除去水分；
步骤L：注液
用注液机器对烘烤完毕的电芯进行注液，液体就是电解液；
步骤M：点盖帽6
将正极耳焊接到盖帽6上，盖帽6是正极上面一个防爆装置，与钢性外壳5接触形成密封；
步骤N：封口
将盖帽6和钢性外壳5上部通过封口机器进行封口，制作完成。
下面结合附图详细说明本发明的结构和工艺流程：
如图1所示，为本发明的结构示意图，正极1和负极2之间通过隔膜4隔开，负极2在外层，然后是隔膜4，内部是正极1，即负极2包裹住正极1。卷好的卷芯，两头均加上PET材质的上绝缘垫片7和下绝缘垫片8，然后将卷芯放入钢壳或者用铝塑膜包装，钢壳顶部加上盖帽6，形成盖帽6为电池正极，钢壳底部为电池负极。
正极1的正极活性物质层主要采用正极活性物质为尖晶石型高电压镍-锰二元正极材料镍锰酸锂（LiNi0.5Mn1.5O4）的材料，具有电压高、能量密度高、成本相对低廉等众多优点，既具有锰酸锂的诸多优点，同时又由于镍的掺入而具备一些锰酸锂不具有的新特性。正极活性炭通过锂离子吸附和分离（不是通过化学反应而是通过物理反应）来改善正极的充电/放电性能。正极粘结剂主要改善正极活性物质颗粒之间以及与正极集流体的粘结性能，粘结剂采用聚偏氟乙烯和丁苯橡胶混合物。正极导电剂，为电极提供良好导电性能。负极活性物质优选石墨或者非晶碳。负极粘结剂主要改善负极活性物质颗粒之间以及与负极集流体的粘结性能，粘结剂采用CMC.SBR、丁苯橡胶、环氧树脂和尼龙等混合物。负极导电剂为电极提供良好导电性能。
电解液在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂，LiPF6）、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。本发明的电解液的材料组成如下表表1：
表1：
电解质的选用对锂离子电池的性能影响非常大，它必须是化学稳定性能好，尤其是在较高的电位下和较高温度环境中，不易发生分解，具有较高的离子导电率，而且对阴阳极材料必须是惰性的、不能侵腐。由于锂离子电池充放电电位较高，而且阳极材料嵌有化学活性较大的锂，所以，电解质必须采用有机化合物而不能含有水。但有机物离子导电率都不好，所以要在有机溶剂中加入可溶解的导电盐以提高离子导电率。目前锂离子电池主要是用液态电解质，其溶剂为无水有机物如EC(ethyl carbonate) 、PC (p ropylenecarbonate)、DMC(dim ethyl carbonate)、DEC (diethyl carbonate)，多数采用混合溶剂，如EC2DMC 和PC2DMC 等。导电盐有LiClO4、LiPF6、LiBF6、LiAsF6 和LiOSO 2CF3,它们导电率大小依次为LiAsF6> LiPF6> LiClO4>LiBF4> LiOSO2CF3。LiClO4因具有较高的氧化性容易出现爆炸等安全性问题，一般只局限于实验研究中；LiAsF6离子导电率较高易纯化且稳定性较好，但含有有毒的As，使用受到限制；LiBF6化学及热稳定性不好且导电率不高，LiOSO2CF3导电率差且对电极有腐蚀作用，较少使用；虽然LiPF6会发生分解反应，但具有较高的离子导电率，因此，目前锂离子电池基本上是使用LiPF6。目前，商用锂离子电池所用的电解液大部分采用LiPF6 的EC2DMC，它具有较高的离子导电率与较好的电化学稳定性。
电池隔膜4最主要的功能是电子绝缘离子导通，即阻止正、负电极在电池中电子直接接触，但是离子又可以自由通过。对于锂离子电池用隔膜4，基本要求如下表2：
表2：
下面结合附图2详细说明本发明的工艺流程：
正极粉料：主要包括粘结剂（PVDF）、导电剂、正极主材(一般为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂，本专利涉及的是。尖晶石型高电压镍-锰二元正极材料镍锰酸锂（LiNi0.5Mn1.5O4）。相关粉料按质量比的配方进行称量。
粉料烘烤：一般是通过鼓风烘箱设备进行烘烤除去水分，PVDF烘烤温度为110度，其他烘烤温度为150度，一般烘烤时间为6小时。
负极粉料：主要包含粘结剂CMC(固体粉料)+SBR（液体）,导电剂及负极主材石墨C
配料：
正极一般是将这些粉料加上有机溶剂NMP,通过双行星混合设备进行搅拌均匀，分散均匀，本专利采用设备为超声搅拌设备较普通设备，分散的更均匀。
负极一般是将负极粉料加上去离子水，通过双行星混合设备搅拌均匀，分散均匀。
过筛：将搅拌均匀的液体通过筛网进行过筛，主要目的是为了除去相关颗粒物。
 正负极浆料分别过筛。
涂布：是通过涂布设备将过筛后的液体均匀按相关技术要求涂布到集流体，经搅拌的正极液体浆料涂布在铝箔集流体上，经搅拌的负极液体浆料涂布在铜箔集流体上，集流体的两面都涂布浆料，并且要求两面面密度一致。
极卷烘烤：
经涂布收卷好的大卷叫极卷，极卷烘烤是通过真空烘箱设备进行烘烤，正极极卷烘烤目的是除去溶剂NMP,负极是除去水，烘烤参数为，温度110度，烘烤时间12小时。实施例中的操作步骤是制作一个大面积的正集流体，再将这个大面积的正集流体进行如下步骤的压片、切割，最终成为小片的正极集流体；负极集流体同正极集流体的制作过程。这样做的目的是便于工艺的操作，在大片的铝板或者铜板上便于涂布等操作。
压片：
将烘烤好的极卷经过连续辊压机进行压片，目的是让粉料和集流体结合更加充分，加强结合力，减少极化内阻。
分切小片：
 是按工艺相关要求将压好片的正极和负极分别分切成相关宽度和长度的小片。
极耳焊接
主要是将正极耳焊接到铝箔上，负极耳焊接到铜箔上，极耳相当于极柱。
极耳贴胶
主要是将焊接好的极耳，用胶带帖住，目的防止焊接点刺穿隔膜4。
称重：
目的是将正负极片进行称重匹配，因为工艺要求正极重量和负极重量匹配，按一定的重量比例要求匹配。
刷片除尘：
用海绵刷去表面的粉尘，然后用吸尘器吸粉尘。
卷绕：
通过自动卷绕机将正负极片卷起来或者叠加起来，中间用隔膜4隔开。同时要求负极一定抱住正极，隔膜4一定隔开正负极。
卷芯吸尘：
用吸尘器将卷绕后的卷芯吸尘，主要是吸去相关粉尘。
短路检测：
用短路测试，检测正极片和负极片之间是否有短路，短路则不合格。
入壳：
将卷好的卷芯经检测合格，然后放到钢壳里面，钢壳底部加一个绝缘垫片，上部同样加一个绝缘垫片，防止短路。
点底：
通过储能焊接机器将负极耳（镍极耳）焊接到钢壳底部，再次进行短路检测，检测线路连接是否合格。
滚槽：
 主要是在钢壳上部滚出一个沟出来，为了便于后面机械封口。
卷芯烘烤
将卷芯放进正空烘箱进行真空烘烤，主要目的除去水分，烘烤温度80度，时间12小时。
注液：
烘烤好的卷芯用注液机器进行注液，液体就是电解液。
点盖帽6：
将正极耳（铝极耳）焊接到盖帽6上，盖帽6是正极上面一个防爆装置，同时也便于与钢壳接触形成密封。
封口：
将盖帽6和钢壳上部通过封口机器进行封口。
清洗防锈：
用酒精就钢壳表面电解液除去，然后加上防锈油。
老化：
就是将电池放到一个地方进行搁置，有常温搁置和高温搁置。主要目的便于电解液分散均匀。
化成：
是用小电流对电池进行充电，目的是激活活性物质。
电压检测：
对化成的电池进行检测，主要通过电压进行筛选。
搁置套管：
主要在电池表面热缩一种绝缘材料，一般是pvc或者PET材料
分容：
对电池进行充放电，一般是检测电池容量大小，便于分类。
分级入库：
一般是按容量，电压、内阻、相关等级进行分选和入库。
整个工艺流程制作完毕。
工作原理：
本新型9V可充电锂离子电池充电时：
正极反应：LiNixMnyO2     NixMnyO2+Li++e-
负极反应：6C+Li++e-    LiC6
放电时发生上述可逆反应。

Claims (3)

1.一种高容量9V可充锂电池，其特征在于：包括两节串联的4.5V锂电池，每节锂电池包括工作电压在4.4V-4.6V的正极、工作电压在0.05V的负极、电解液或聚合物电解质、隔膜和钢性外壳；正极和负极中间设置隔膜隔开，正极、隔膜和负极卷成卷芯，卷芯设在钢性外壳内部；
所述的正极包括正极集流体、正极活性物质层和正极引线，正极活性物质层涂覆在正极集流体上，正极集流体通过正极引线连接到盖帽，正极活性物质层由正极活性物质、正极活性炭、正极导电剂和正极粘结剂组成；正极活性物质采用尖晶石型高电压镍-锰二元正极材料镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4，正极粘结剂采用聚偏氟乙烯和丁苯橡胶的混合物，正极导电剂采用乙炔黑和科琴黑碳纤维的混合物；
所述的负极包括负极集流体、负极活性物质层和负极引线，负极活性物质层涂覆在负极集流体上，负极集流体通过负极引线连接到钢性外壳底部，负极活性物质层由负极活性物质、负极导电剂和负极粘结剂组成；所述的负极活性物质采用石墨或者非晶碳，负极导电剂采用乙炔黑和科琴黑碳纤维的混合物，负极粘结剂采用CMC.SBR、丁苯橡胶、环氧树脂和尼龙的混合物；
所述电解液溶质采用LiPF6，溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合液体电解液；
所述的隔膜采用多孔质的高分子聚乙稀薄膜。
2.根据权利要求1所述的高容量9V可充锂电池，其特征在于：所述的正极集流体采用Al，负极集流体采用Cu。
3.一种高容量9V可充锂电池的工艺制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A：对正极物质层和负极物质层所需材料进行配料
正极物质层所需粉料按照以下质量比配方进行称重：正极活性物质94.93%、正极活性炭0.32%、正极导电剂2.85%和正极粘结剂1.90%；
负极物质层所需粉料按照以下质量比配方进行称重：负极活性物质93.02%、负极导电剂2.33%和负极粘结剂4.65%；
步骤B：烘烤，除水，制作浆料
对步骤A中每一种粉料分别进行烘烤，除去水分；再将正极物质层所需的粉料与有机溶剂NMP混合，一同放入双行星混合设备进行均匀搅拌，混合为正极浆料；将负极物质层所需的粉料与去离子水，一同放入双行星混合设备进行均匀搅拌，混合为负极浆料，配料完成；
步骤C：过筛处理
将步骤A中得到的正极浆料和负极浆料分别通过筛网进行过筛处理，除去颗粒物；
步骤D：涂布处理
将步骤B中过筛过的液体正极浆料或者负极浆料，对应均匀涂布在正极集流体或者负极集流体上，正极集流体和负极集流体均两面涂布，且两面密度一致；
步骤E：再次烘烤
将涂布好的正极集流体和负极集流体放入真空烤箱烘烤，烘烤参数为：温度110°，烘烤时间12h,烘烤目的是除去正极集流体上的有机溶剂NMP, 除去负极集流体上的去离子水；
步骤F：极耳焊接
将步骤C中涂布后的正极集流体或者负极集流体上对应焊接正极耳或者负极耳，正极耳即为正极引线，负极耳即为负极引线；
步骤G：将步骤D中的产物贴胶、除尘；
步骤H：卷绕
通过自动卷绕机将正极和负极卷起来或者叠加起来，正极和负极中间用隔膜隔开，构成卷芯；
步骤I：入壳
将卷好的卷芯放到钢性外壳里面，钢性外壳底部加一个下绝缘垫片，顶部加一个上绝缘垫片，防止短路；
步骤J：点底
通过储能焊接机器将负极耳焊接到钢性外壳底部；
步骤K：卷芯烘烤
将卷芯放在温度80°的真空烘箱进行真空烘烤，烘烤时间12小时，除去水分；
步骤L：注液
用注液机器对烘烤完毕的卷芯进行注液，液体就是电解液；
步骤M：点盖帽
将正极耳焊接到盖帽上，盖帽是正极上面一个防爆装置，与钢性外壳接触形成密封；
步骤N：封口
将盖帽和钢性外壳上部通过封口机器进行封口，制作完成。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108123079A (zh) * 2017-12-13 2018-06-05 南京红太阳新能源有限公司 一种锂电池及其安装方法
CN108711641A (zh) * 2018-08-29 2018-10-26 深圳易新能源科技有限公司 纯三元正极材料电芯的制作方法
CN109411745A (zh) * 2017-08-17 2019-03-01 江苏津谊新能源科技有限公司 一种新型三元材料锂离子电池
CN113036209A (zh) * 2021-03-01 2021-06-25 刘迪 一种高倍率聚合物锂电池及加工方法
CN114068193A (zh) * 2021-11-15 2022-02-18 山东盛荣新能源科技有限公司 一种锂电容器的结构及其生产工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101320821A (zh) * 2007-06-04 2008-12-10 中南大学 一种兼具电容器与锂离子电池特征的储能器件及其制造方法
CN101901932A (zh) * 2010-05-17 2010-12-01 江西省福斯特新能源有限公司 可快充高安全高倍率电池及其制作方法
CN102610854A (zh) * 2012-03-27 2012-07-25 广州市香港科大霍英东研究院 一种尖晶石锰镍酸锂作正极的高电压高功率动力锂离子电池
CN102610852A (zh) * 2011-07-29 2012-07-25 深圳市中星动力电池技术有限公司 一种聚合物镍钴锰钒锂动力电池及其制备方法
CN102651484A (zh) * 2012-05-10 2012-08-29 中国第一汽车股份有限公司 一种兼具锂离子电池和超级电容特征的储能器件
CN103545123A (zh) * 2013-10-30 2014-01-29 中国第一汽车股份有限公司 一种兼具锌离子电池和超级电容器的混合储能器件
CN103545113A (zh) * 2013-10-30 2014-01-29 中国第一汽车股份有限公司 一种锂离子混合超级电容器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101320821A (zh) * 2007-06-04 2008-12-10 中南大学 一种兼具电容器与锂离子电池特征的储能器件及其制造方法
CN101901932A (zh) * 2010-05-17 2010-12-01 江西省福斯特新能源有限公司 可快充高安全高倍率电池及其制作方法
CN102610852A (zh) * 2011-07-29 2012-07-25 深圳市中星动力电池技术有限公司 一种聚合物镍钴锰钒锂动力电池及其制备方法
CN102610854A (zh) * 2012-03-27 2012-07-25 广州市香港科大霍英东研究院 一种尖晶石锰镍酸锂作正极的高电压高功率动力锂离子电池
CN102651484A (zh) * 2012-05-10 2012-08-29 中国第一汽车股份有限公司 一种兼具锂离子电池和超级电容特征的储能器件
CN103545123A (zh) * 2013-10-30 2014-01-29 中国第一汽车股份有限公司 一种兼具锌离子电池和超级电容器的混合储能器件
CN103545113A (zh) * 2013-10-30 2014-01-29 中国第一汽车股份有限公司 一种锂离子混合超级电容器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109411745A (zh) * 2017-08-17 2019-03-01 江苏津谊新能源科技有限公司 一种新型三元材料锂离子电池
CN108123079A (zh) * 2017-12-13 2018-06-05 南京红太阳新能源有限公司 一种锂电池及其安装方法
CN108711641A (zh) * 2018-08-29 2018-10-26 深圳易新能源科技有限公司 纯三元正极材料电芯的制作方法
CN113036209A (zh) * 2021-03-01 2021-06-25 刘迪 一种高倍率聚合物锂电池及加工方法
CN114068193A (zh) * 2021-11-15 2022-02-18 山东盛荣新能源科技有限公司 一种锂电容器的结构及其生产工艺

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