CN109428121A - 一种高比能量锂离子动力电池的制造方法 - Google Patents

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秦学
王宏智
吕军
王丽
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Abstract

本发明涉及一种高比能量锂离子动力电池的制造方法，它是将正极片、隔膜及负极片依次卷绕构成的极组，包含有机电解液一起被容纳在电池壳体内，所述正极片是采用LiNi0.8Co0.15Al0.05O2为主要活性物质的电极、负极片采用天然石墨和硅碳材料作为主要活性物质。

Description

一种高比能量锂离子动力电池的制造方法
技术领域
本发明涉及化学电源领域，具体涉及一种高比能量锂离子动力电池的制造方法。
背景技术
锂离子电池由于综合性能优越，在快速发展的便携式电子设备储能器件市场上逐渐取代镍镉电池、镍氢电池而占据主导地位。近年来，设备对电池的轻量化要求日益突出，对锂离子电池的比能量要求也越来越高，普通的LiCoO2/LiC6体系锂离子电池比能量约160Wh/Kg～180Wh/Kg，无法满足更高比能量电池应用需求。
针对上述问题和市场应用实际需求，本发明提供了一种高比能量锂离子动力电池的制造方法，该电池具有较高的比能量和优异的循环使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高比能量锂离子动力电池。
本发明的技术方案是：一种高比能量锂离子动力电池的制造方法，它是将正极片、隔膜及负极片依次卷绕构成的极组，包含有机电解液一起被容纳在电池壳体内，所述正极片是采用LiNi0.8Co0.15Al0.05O2为主要活性物质的电极、负极片采用天然石墨和硅碳材料作为主要活性物质。
根据上述方法，正极片中含有质量百分比为2％～5％碳纳米管。
根据上述方法，负极片中石墨和硅碳材料质量比为1:4。
根据上述方法，正极片与负极片未涂覆活性材料的位置相互对称。
根据上述方法，电池壳体采用铝锰合金材质，其中锰含量未15％～20％。
根据上述方法，电解液采用溶质为LiPF6、Li(C2F5SO2)2N和Li(C4F9SO2)(CF3SO2)N(质量比为200：29：27)的EC(碳酸乙烯酯)/PC(碳酸丙烯酯)/DMC(碳酸二甲酯)复合电解液，其中溶质的浓度范围为1mol/L～1.2mol/L，溶剂中EC、PC和DMC的体积比为1:2:1。
本发明的有益效果是：提供了一种高比能量锂离子动力电池的制造方法，该电池具有较高的比能量和优异的循环使用寿命。
附图说明
图1为本发明电池所述的正负极片示意图。
标号说明：
01 活性物质涂覆区
02 未涂覆活性物质区
03 极耳
具体实施方式
A.正极片制作
正极材料按比例(活性材料：CNTs：PVDF＝100:2～5:3)混合，与NMP(NMP：固体物质重量＝810：1500)进行混合搅拌，正极浆料粘度控制在6000cps。将正极浆料均匀的涂覆在铝箔表面，经烘干、碾压、裁剪到设计的工艺参数而制作成正极片。
B.负极片制作
将天然石墨与硅碳负极材料按质量比1:4比例混合均匀后进行球磨得到负极材料活性材料，负极材料按比例(活性材料:Super P:SBR:CMC＝94:1:2.5:2.5)混合，与H2O(H2O：固体物质重量＝1600：1420)进行混合搅拌，负极浆料粘度控制在5000～6000cps。将负极浆料均匀的涂覆在铜箔表面，经烘干、碾压、裁剪到设计的工艺参数而制作成负极片。
C.电解液配置
将LiPF6、Li(C2F5SO2)2N和Li(C4F9SO2)(CF3SO2)N(质量比为200：29：27)与EC(碳酸乙烯酯)、PC(碳酸丙烯酯)及DMC(碳酸二甲酯)混合，制成LiPF6、Li(C2F5SO2)2N和Li(C4F9SO2)(CF3SO2)N的复合有机溶液，混合时，按照每升电解液含有1mol/L～1.2mol/L的溶质，溶剂中EC、PC和DMC的体积比为1:2:1。
D.锂离子电池的组装
将获得的正极片、隔膜、负极片按照隔膜位于正极片与负极片之间的方式螺旋状地卷绕成极组，其中正极片与负极片未涂覆活性材料的位置相互对称(如附图1所示)，将极组装入铝锰合金材质制成方形电池壳内制成490170116型3.8V 40Ah电池，然后向电池壳内注入配置好的电解液，然后将电池壳封口，即完成了锂离子电池的组装。
E.电池的化成及安全性能的测试
化成制度：
a)0.2C电流恒流充电至4.35V转4.35V恒压充电至电流0.8A
b)搁置30min
c)0.5C恒流放电至2.75V
d)0.2C电流恒流充电至4.35V转4.35V恒压充电至电流0.8A
e)搁置30min
f)1C恒流放电至2.75V
测试结果：

Claims (6)

1.一种高比能量锂离子动力电池的制造方法，它是将正极片、隔膜及负极片依次卷绕构成的极组，包含有机电解液一起被容纳在电池壳体内，其特征在于，所述正极片是采用LiNi0.8Co0.15Al0.05O2为主要活性物质的电极、负极片采用天然石墨和硅碳材料作为主要活性物质。
2.根据权利要求1所述的一种高比能量锂离子动力电池的制造方法，其特征在于，正极片中含有质量百分比为2％～5％碳纳米管。
3.根据权利要求1所述的一种高比能量锂离子动力电池的制造方法，其特征在于，负极片中天然石墨和硅碳材料质量比为1:4。
4.根据权利要求1所述的一种高比能量锂离子动力电池的制造方法，其特征在于，正极片与负极片未涂覆活性材料的位置相互对称。
5.根据权利要求1所述的一种高比能量锂离子电池的制造方法，其特征在于，电池壳体采用铝锰合金材质，其中锰含量为15％～20％。
6.根据权利要求1所述的一种高比能量锂离子电池的制造方法，其特征在于，电解液采用溶质为LiPF6、Li(C2F5SO2)2N和Li(C4F9SO2)(CF3SO2)N(质量比为200：29：27)的EC(碳酸乙烯酯)/PC(碳酸丙烯酯)/DMC(碳酸二甲酯)复合电解液，其中溶质的浓度范围为1mol/L～1.2mol/L，溶剂中EC、PC和DMC的体积比为1:2:1。
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