CN109713220A - 一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池 - Google Patents
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Abstract
一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,包括正极片、负极片、隔膜、电解液及外壳,所述正极片由正极浆料涂覆于正极集流体上制成,所述负极片由负极浆料涂覆于负极集流体上制成,所述正极浆料由正极活性材料、正极粘结剂、正极导电剂及正极溶剂组成,所述负极浆料由负极活性材料、负极导电剂、分散剂、负极粘结剂及负极溶剂组成;本发明可实现圆柱形锂离子18650‑2600mAh,电池能量密度≥200Wh/kg,0.5C充电1C放电100%DOD循环2000次容量保持率达90%以上,5C倍率放电循环500次容量保持率达85%以上;亦满足新能源汽车、电动工具、家用电器等多个领域使用条件。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域,具体来说是涉及一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池。
背景技术
近年来,随着电动汽车、电动自行车及电动小家电的快速兴起,对锂离子电池的性能要 求不断增加,特别是循环和倍率性能。
目前,锂离子电池循环标准为国标GB/T 31484-2015,其循环标准为1C电流充放电1000 次,末次放电容量/首次放电容量须≥80%,且未对大倍率放电循环做出要求。作为圆柱电池 的另一个应用领域:电动工具及电动小家电市场,对18650系列锂离子电池大倍率放电(≥ 5C)循环,大部分企业标准为循环300次、容量保持率≥80%;目前最为成熟的方案为 18650-2000mAh,也只能满足20A持续放电循环300周≥80%,单次使用时间短,严重影响用 户体验,同时难以同时实现高能量密度、长循环寿命及高放电功率,拥有高能量密度的圆柱 18650-2600mAh产品在当前市场上基本只能保证0.5C充电1C放电循环1000周保持80%,且 无法使用3C以上倍率循环使用,也就无法在电动工具、电动小家电市场推广使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述所存在的缺陷,提供一种可同时实现高能量密度、长循环 寿命及高放电功率的长循环、高倍率的圆柱形锂电池。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,包括正极片、负极片、隔膜、电解液及外壳,所 述正极片由正极浆料涂覆于正极集流体上制成,所述负极片由负极浆料涂覆于负极集流体上 制成,其特征在于:所述正极浆料由以下重量百分比的材料制成,正极活性材料93%-97%、 正极粘结剂1%-3%、正极导电剂1%-5%及正极溶剂25%-35%,所述负极浆料由以下重量百分比 的材料组成,负极活性材料93%-97%、负极导电剂1%-3%、分散剂1%-3%、负极粘结剂1%-3% 及负极溶剂45%-60%。
作为优选的技术方案,所述正极活性材料为镍含量60%的镍、钴、锰酸锂三元正极材料, 所述正极粘结剂为聚偏氟乙烯,所述正极导电剂为导电炭黑,所述正极溶剂为N-甲级吡咯烷 酮。
作为优选的技术方案,所述负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一 种或两者的混合,所述负极导电剂为导电炭黑,所述分散剂为羧甲基纤维素钠,所述粘结剂 为丁苯橡胶,所述负极溶剂为去离子水。
作为优选的技术方案,所述负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一 种或两者的混合,所述负极导电剂为导电炭黑,所述分散剂和粘结均为聚丙烯酸类胶,所述 负极溶剂为去离子水。
作为优选的技术方案,所述负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一 种或两者的混合,所述负极导电剂为导电炭黑,所述分散剂和粘结均为羧甲基纤维素钠、丁 苯橡胶与聚丙烯酸类胶的混合物,所述负极溶剂为去离子水。
作为优选的技术方案,所述羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类胶的质量比为: 1:1:0.5。
本发明的有益效果为:可实现圆柱形锂离子18650-2600mAh,电池能量密度≥200Wh/kg, 0.5C充电1C放电100%DOD循环2000次容量保持率达90%以上,5C倍率放电循环500次容量 保持率达85%以上;亦满足新能源汽车、电动工具、家用电器等多个领域使用条件。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识,用以 较佳的实施例配合详细的说明,说明如下:
实施例1
一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,包括正极片、负极片、隔膜、电解液及外壳,正 极片由正极浆料涂覆于正极集流体上制成,负极片由负极浆料涂覆于负极集流体上制成,正 极浆料由以下重量百分比的材料制成,正极活性材料97%、正极粘结剂1%、正极导电剂2%及 正极溶剂25%%,负极浆料由以下重量百分比的材料组成,负极活性材料97%、负极导电剂1%、 分散剂1%、负极粘结剂1%及负极溶剂45%。
在本实施例中,正极活性材料为镍含量60%的镍、钴、锰酸锂三元正极材料,正极粘结 剂为聚偏氟乙烯,正极导电剂为导电炭黑,正极溶剂为N-甲级吡咯烷酮。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂为羧甲基纤维素钠,粘结剂为丁苯橡胶,负极溶剂为 去离子水。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂和粘结均为聚丙烯酸类胶,负极溶剂为去离子水。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂和粘结均为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类 胶的混合物,负极溶剂为去离子水。
在本实施例中,羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类胶的质量比为:1:1:0.5。。
在本实施例中,在正极浆料制备过程中,按比例称取正极活性材料、正极粘结剂、正极 导电剂及正极溶剂,依次将正极活性材料、正极粘结剂和正极导电剂在正极溶剂中混合均匀 后涂覆于正极集流体上制成正极片;在负极浆料制备过程中,按比例称取负极活性材料、负 极导电剂、分散剂、负极粘结剂及负极溶剂,依次将负极活性材料、负极导电剂、分散剂和 负极粘结剂在负极溶剂中混合均匀后涂覆于负极集流体上制成负极片。
实施例2
一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,包括正极片、负极片、隔膜、电解液及外壳,正 极片由正极浆料涂覆于正极集流体上制成,负极片由负极浆料涂覆于负极集流体上制成,正 极浆料由以下重量百分比的材料制成,正极活性材料96%、正极粘结剂1%、正极导电剂3%及 正极溶剂30%,负极浆料由以下重量百分比的材料组成,负极活性材料96%、负极导电剂1%、 分散剂2%、负极粘结剂1%及负极溶剂50%。
在本实施例中,正极活性材料为镍含量60%的镍、钴、锰酸锂三元正极材料,正极粘结 剂为聚偏氟乙烯,正极导电剂为导电炭黑,正极溶剂为N-甲级吡咯烷酮。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂为羧甲基纤维素钠,粘结剂为丁苯橡胶,负极溶剂为 去离子水。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂和粘结均为聚丙烯酸类胶,负极溶剂为去离子水。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂和粘结均为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类 胶的混合物,负极溶剂为去离子水。
在本实施例中,羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类胶的质量比为:1:1:0.5。
在本实施例中,在正极浆料制备过程中,按比例称取正极活性材料、正极粘结剂、正极 导电剂及正极溶剂,依次将正极活性材料、正极粘结剂和正极导电剂在正极溶剂中混合均匀 后涂覆于正极集流体上制成正极片;在负极浆料制备过程中,按比例称取负极活性材料、负 极导电剂、分散剂、负极粘结剂及负极溶剂,依次将负极活性材料、负极导电剂、分散剂和 负极粘结剂在负极溶剂中混合均匀后涂覆于负极集流体上制成负极片。
实施例3
一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,包括正极片、负极片、隔膜、电解液及外壳,正 极片由正极浆料涂覆于正极集流体上制成,负极片由负极浆料涂覆于负极集流体上制成,正 极浆料由以下重量百分比的材料制成,正极活性材料95%、正极粘结剂2%、正极导电剂3%及 正极溶剂35%,负极浆料由以下重量百分比的材料组成,负极活性材料95%、负极导电剂2%、 分散剂2%、负极粘结剂1%及负极溶剂60%。
在本实施例中,正极活性材料为镍含量60%的镍、钴、锰酸锂三元正极材料,正极粘结 剂为聚偏氟乙烯,正极导电剂为导电炭黑,正极溶剂为N-甲级吡咯烷酮。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂为羧甲基纤维素钠,粘结剂为丁苯橡胶,所述负极溶 剂为去离子水。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂和粘结均为聚丙烯酸类胶,负极溶剂为去离子水。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂和粘结均为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类 胶的混合物,负极溶剂为去离子水。
在本实施例中,羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类胶的质量比为:1:1:0.5。
在本实施例中,在正极浆料制备过程中,按比例称取正极活性材料、正极粘结剂、正极导电 剂及正极溶剂,依次将正极活性材料、正极粘结剂和正极导电剂在正极溶剂中混合均匀后涂 覆于正极集流体上制成正极片;在负极浆料制备过程中,按比例称取负极活性材料、负极导 电剂、分散剂、负极粘结剂及负极溶剂,依次将负极活性材料、负极导电剂、分散剂和负极 粘结剂在负极溶剂中混合均匀后涂覆于负极集流体上制成负极片。
实施例4
一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,包括正极片、负极片、隔膜、电解液及外壳,正 极片由正极浆料涂覆于正极集流体上制成,负极片由负极浆料涂覆于负极集流体上制成,正 极浆料由以下重量百分比的材料制成,正极活性材料94%、正极粘结剂3%、正极导电剂3%及 正极溶剂32%,负极浆料由以下重量百分比的材料组成,负极活性材料94%、负极导电剂3%、 分散剂1%、负极粘结剂2%及负极溶剂55%。
在本实施例中,正极活性材料为镍含量60%的镍、钴、锰酸锂三元正极材料,正极粘结 剂为聚偏氟乙烯,正极导电剂为导电炭黑,正极溶剂为N-甲级吡咯烷酮。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂为羧甲基纤维素钠,粘结剂为丁苯橡胶,负极溶剂为 去离子水。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂和粘结均为聚丙烯酸类胶,负极溶剂为去离子水。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂和粘结均为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类 胶的混合物,负极溶剂为去离子水。
在本实施例中,羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类胶的质量比为:1:1:0.5。
在本实施例中,在正极浆料制备过程中,按比例称取正极活性材料、正极粘结剂、正极 导电剂及正极溶剂,依次将正极活性材料、正极粘结剂和正极导电剂在正极溶剂中混合均匀 后涂覆于正极集流体上制成正极片;在负极浆料制备过程中,按比例称取负极活性材料、负 极导电剂、分散剂、负极粘结剂及负极溶剂,依次将负极活性材料、负极导电剂、分散剂和 负极粘结剂在负极溶剂中混合均匀后涂覆于负极集流体上制成负极片。
实施例5
一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,包括正极片、负极片、隔膜、电解液及外壳,正极片由正极浆料涂覆于正极集流体上制成,负极片由负极浆料涂覆于负极集流体上制成, 正极浆料由以下重量百分比的材料制成,正极活性材料93%、正极粘结剂2%、正极导电剂5% 及正极溶剂28%,负极浆料由以下重量百分比的材料组成,负极活性材料93%、负极导电剂 3%、分散剂2%、负极粘结剂2%及负极溶剂48%。
在本实施例中,正极活性材料为镍含量60%的镍、钴、锰酸锂三元正极材料,正极粘结 剂为聚偏氟乙烯,正极导电剂为导电炭黑,所述正极溶剂为N-甲级吡咯烷酮。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂为羧甲基纤维素钠,粘结剂为丁苯橡胶,所述负极溶 剂为去离子水。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂和粘结均为聚丙烯酸类胶,负极溶剂为去离子水。
在本实施例中,负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的 混合,负极导电剂为导电炭黑,分散剂和粘结均为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类 胶的混合物,负极溶剂为去离子水。
在本实施例中,羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类胶的质量比为:1:1:0.5。
在本实施例中,在正极浆料制备过程中,按比例称取正极活性材料、正极粘结剂、正极 导电剂及正极溶剂,依次将正极活性材料、正极粘结剂和正极导电剂在正极溶剂中混合均匀 后涂覆于正极集流体上制成正极片;在负极浆料制备过程中,按比例称取负极活性材料、负 极导电剂、分散剂、负极粘结剂及负极溶剂,依次将负极活性材料、负极导电剂、分散剂和 负极粘结剂在负极溶剂中混合均匀后涂覆于负极集流体上制成负极片。
综上,依照上述正极浆料及负极浆料的配方所制备的正、负极极片,可实现圆柱形锂离 子18650-2600mAh,电池能量密度≥200Wh/kg,0.5C充电1C放电100%DOD循环2000次容量 保持率达90%以上,5C倍率放电循环500次容量保持率达85%以上;亦满足新能源汽车、电 动工具、家用电器等多个领域使用条件。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应 该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理, 在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入 要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (6)
1.一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,包括正极片、负极片、隔膜、电解液及外壳,所述正极片由正极浆料涂覆于正极集流体上制成,所述负极片由负极浆料涂覆于负极集流体上制成,其特征在于:所述正极浆料由以下重量百分比的材料制成,正极活性材料93%-97%、正极粘结剂1%-3%、正极导电剂1%-5%及正极溶剂25%-35%,所述负极浆料由以下重量百分比的材料组成,负极活性材料93%-97%、负极导电剂1%-3%、分散剂1%-3%、负极粘结剂1%-3%及负极溶剂45%-60%。
2.根据权利要求1所述的一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,其特征在于:所述正极活性材料为镍含量60%的镍、钴、锰酸锂三元正极材料,所述正极粘结剂为聚偏氟乙烯,所述正极导电剂为导电炭黑,所述正极溶剂为N-甲级吡咯烷酮。
3.根据权利要求2所述的一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,其特征在于:所述负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的混合,所述负极导电剂为导电炭黑,所述分散剂为羧甲基纤维素钠,所述粘结剂为丁苯橡胶,所述负极溶剂为去离子水。
4.根据权利要求2所述的一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,其特征在于:所述负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的混合,所述负极导电剂为导电炭黑,所述分散剂和粘结均为聚丙烯酸类胶,所述负极溶剂为去离子水。
5.根据权利要求2所述的一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,其特征在于:所述负极活性材料为石墨,即可以是天然石墨或人造石墨中的一种或两者的混合,所述负极导电剂为导电炭黑,所述分散剂和粘结均为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类胶的混合物,所述负极溶剂为去离子水。
6.根据权利要求5所述的一种长循环、高倍率的圆柱形锂电池,其特征在于:所述羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶与聚丙烯酸类胶的质量比为:1:1:0.5。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190503 |
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