CN111370752A - 快速充电且安全的低温锂离子电池及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速充电且安全的低温锂离子电池及其制造方法,所述电池由干电芯经入壳、注入电解液、化成、封口、分容制成,所述干电芯由正极片、陶瓷隔膜、负极片、陶瓷隔膜组合经卷绕形成。正/负极活性物质为一次纳米粒子构成的二次微米颗粒,纳米级粒子能有效缩减锂离子的迁移距离,提高锂离子在电池充放电过程的迁移速度;同时干电芯的正负极片引出的多重极耳聚集后与平面金属薄片集流体焊接在一起形成全极耳,有效降低电池在充电过程的内阻和温升,解决了电池高倍率快速充电的问题,提高了电池的大电流充放电性能,也提高了电池的安全稳定性能和低温电化学性能。
Description
技术领域
本发明涉及动力和储能锂离子二次电池技术领域,特别是涉及一种快速充电且安全的低温锂离子电池及其制造方法。
背景技术
锂离子电池具有工作电压高、比能量高、充放电寿命长、自放电率低和无记忆效应等优点,使其在便携式电子设备和电动工具等民用市场应用范围越来越广泛。但是其较差的低温性能、快速充放电性能和安全稳定性能使其在航空、航天,特殊通讯,极地考察和军事等特殊领域的应用受到限制。如目前锂离子电池的低温快速充电性能,特别是在-40℃以下低温环境中的工作性能很差,主要表现为充电容量低、充电时间长,以及充电温升高,安全稳定性难以控制。
影响锂离子电池低温性能下降的主要原因是锂离子在电极中以及电极与电解液界面之间的运输速度变慢,电子在电极中以及电极和电极与电解液界面之间的迁移扩散速度减慢;其次是电解液在低温下粘度增加,离子电导率下降。除此之外,电极的孔隙率、孔径、比表面积、电极密度、压实、电极与电解液在低温下的润湿性、以及电解液的低温流动性等均影响着锂离子电池的低温性能。
目前改善电子迁移的方法通常采用向电极活性材料中添加导电剂( 导电碳粉,碳纳米管,石墨烯, 碳纳米线等)。但仅从改善电子迁移方面改善低温电化学性能的程度有限。中国专利201110055390.9通过在正极中加入锂离子导体添加剂-钙钛矿型氧化物来改善锂离子半电池的低温-20oC电化学放电容量。中国专利201210134320.7则是通过调整正负极片孔隙率以及电解液组成实现电解液稳定性的保持、低温电导率的提高,以及电池在低温-20oC环境下电压平台和放电容量的提升。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足,提供一种快速充电且安全的低温锂离子电池及其制造方法。
技术方案:
一种快速充电且安全的低温锂离子电池,优选所述锂离子电池为圆柱型,所述锂离子电池主要由正极片、负极片、陶瓷隔膜、高低温电解液和电池壳体组成,所述低温小于-45℃,所述高倍率快速充电分别为:“1C充/1C放”、“3C充/1C放”、“5C充/1C放”、“20C充/1C放”;所述锂离子电池由干电芯经入壳、注入电解液、化成、封口、分容制成,所述干电芯由正极片、陶瓷隔膜、负极片、陶瓷隔膜组合经卷绕形成;所述陶瓷隔膜位于正极片与负极片之间;所述正极片包括纳米微孔覆碳铝网,纳米微孔覆碳铝网的表面设置有正极涂层;所述负极片包括纳米微孔铜网,纳米微孔铜网的表面设置有负极涂层(5);所述正极涂层和负极涂层的外侧表面均设置有高温绝缘胶带,高温绝缘胶带表面设置有高分子胶。
所述正极涂层:将一次纳米粒子构成二次微米颗粒的活性正极材料、正极电子导电添加剂加入适当大分子增塑剂,通过粘结剂涂布在纳米微孔覆碳铝网上;并通过烘干和辊压后,借助IPA把大分子增塑剂从正极涂层内萃取出来,得到纳米微孔正极涂层。
所述陶瓷隔膜:为低温环境中具有高孔隙率和高润湿性的多孔陶瓷隔膜。
所述负极涂层:将一次纳米粒子构成二次微米颗粒的活性负极材料、负极电子导电添加剂加入适当大分子增塑剂,通过粘结剂涂布在纳米微孔铜网上;并通过烘干和辊压后,借助IPA把大分子增塑剂从负极涂层内萃取出来,得到纳米微孔负极涂层。
所述电解液:将低粘度、低熔点的溶剂和低温环境下高电导率离子的锂盐-溶剂组合混合形成电解液。
所述纳米微孔覆碳铝网表面喷涂有Super-P、PAA。
所述活性正极材料为具有一次纳米粒子构成二次微米颗粒的磷酸亚铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中一种或多种的混合;所述活性负极材料为具有一次纳米粒子构成二次微米颗粒的中间相碳微球、人造石墨、钛酸锂、硅碳负极中的一种或多种的混合;所述正极电子导电添加剂为KS6或碳纳米管或VGCF或石墨烯或Super-P;所述负极电子导电添加剂为KS6或碳纳米管或VGCF或石墨烯或Super-P;所述大分子增塑剂为DBP或PTP或DOP或DIDP,所述粘结剂为可溶于丙酮类的聚偏氟乙烯共聚物PVDF-HFP、 聚丙烯晴、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氧化乙烯中的至少一种的混合。
所述陶瓷隔膜机械强度高、热稳定性强,其制作方法为静电纺丝法,厚度在10~45um之间;所述陶瓷隔膜比负极涂层的面积大。
所述高温绝缘胶带包括基材和胶层两层结构,基材为聚酰亚胺、聚砜、聚苯硫醚和聚醚酮中的至少一种的混合,胶层为硅胶;整体厚度在10~60um, 其热稳定性大于200℃;所述高分子胶为PVDF、PAN中的至少一种的混合。
所述低粘度、低熔点的溶剂由两种溶剂混合形成,其中一种为碳酸酯,另外一种为酯类。所述碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中一种或多种的混合;所述酯类为γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中一种或多种的混合;所述锂盐-溶剂组合为高纯锂盐和多元碳酸酯组成的溶液, 所述锂盐为LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiBC2O4F2中的一种或多种的混合,锂盐的浓度为0.7M~2M;所述碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、单氟代碳酸乙烯酯、γ-丁内酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中的至少两种的混合。
上述快速充电且安全的低温锂离子电池的制造方法,它包括如下步骤:
A.正极片
将85%~98%重量的正极活性物质,1%~10%的导电剂、含1%~15%有机粘结剂的溶液、10%~35%的大分子增塑剂混合制成正极浆料均匀涂布于10~45um厚的纳米微孔覆碳铝网的上下两面,其中上下两面涂层的一侧与纳米微孔覆碳铝网对齐,另一侧则比纳米微孔覆碳铝网稍短,将正极涂层与铝网片对齐的一侧浅浸在高分子胶中使该侧为高分子胶所包裹,取出干燥;辊压后,借助IPA把大分子增塑剂从正极涂层内萃取出来,得到纳米微孔正极片。
B.负极片
将85%~98%重量的负极活性物质、1%~5%的导电剂、含1%~5%粘结剂的溶液混合制成负极浆料均匀涂布于5~25um厚的纳米微孔铜网的上下两面,涂布宽度要比正极稍长,其中上下两面涂层的一侧与纳米微孔铜网对齐,另一侧则比纳米微孔铜网稍短,将负极涂层与铜网片对齐的一侧浅浸在高分子胶中使该侧为高分子胶所包裹,取出干燥;辊压后,借助IPA把大分子增塑剂从正极涂层内萃取出来,得到纳米微孔负极片。
C.干电芯
将正极片、陶瓷隔膜、负极片、陶瓷隔膜组合经卷绕形成干电芯;在卷绕过程中,用高温绝缘胶带U型包裹正极片涂布的起始端和末端,比活性物质正极涂层稍长多余出来的铝网部分在后续经过卷绕而聚集在一起形成多重正极极耳;用高温绝缘胶带U型包裹负极片涂布的起始端和末端,比活性物质负极涂层稍长多余出来的铜网部分在后续经过卷绕而聚集在一起形成多重负极极耳;将多重正极极耳、多重负极极耳通过与平面金属薄片集流体焊接在一起形成全极耳。
D.电池组装
干电芯经入壳,在真空条件下在60~80℃烘烤24~120小时,注入电解液,化成,封口,分容后得到所述的低温快速充电的高安全性锂离子电池。
有益效果:
1.通过选择活性正极材料、电子导电添加剂同时加入适当大分子增塑剂,借助粘结剂涂布在纳米微孔覆碳铝网上,同时纳米微孔覆碳铝网替代传统铝箔,该方法所形成的正极片具有更高的孔隙率、有效提高正极片的压实密度和面密度,同时使正极片的正反两面的活性物质连接成一个整体,能消除传统铝箔的“隔墙效应”,更有效的增加活性材料的接触面积,缩减锂离子的迁移距离,提高锂离子的迁移速度;通过选择活性负极材料、电子导电添加剂同时加入适当大分子增塑剂,借助粘结剂涂布在纳米微孔铜网上,同时纳米微孔铜网替代传统铜箔,该方法所形成的负极片具有更高的孔隙率、有效提高负极片的压实密度和面密度,同时使负极片的正反两面的活性物质连接成一个整体,能消除传统铜箔的“隔墙效应”,更有效的增加活性材料的接触面积,缩减锂离子的迁移距离,提高锂离子的迁移速度;由此当锂离子在-45低温环境中高倍率快速传输时非常顺畅,同时保证了较高的能量密度。同时,通过选择低温环境中具有高孔隙率和高润湿性的多孔陶瓷隔膜,和低粘度、低熔点的溶剂和低温环境下高电导率离子的锂盐-溶剂组合混合,所制备的锂离子电池在极低的温度(-45℃)环境中仍保持超过80%的放电容量,具有良好的低温电化学性能。这样扩大锂离子电池的低温工作温度范围,解决了锂离子电池在极低温度下的电动车和储能的应用。
2.通过选择低粘度、低熔点的溶剂和低温环境下高电导率离子的锂盐-溶剂组合,改善了低温离子电导率和电子传输速率;采用高孔隙率(大于45%)的多孔陶瓷隔膜解决了电池在低温环境中的润湿性以及离子的迁移扩散速度,改善了锂离子和电子在电极内部、电极和电解液界面之间的迁移传输速率,提高电解液的低温离子电导率,多方面解决了锂离子电池在极低温度环境中应用的高倍率快速充放电问题。
3.通过选择高分子胶和高温绝缘胶带包裹正负极片涂布层的边缘,避免了裁切极片上残留的毛刺穿破隔膜的风险,防止电池内部短路;除正负极片和隔膜组合经卷绕后,需对极片的末端有微量裁切,并无其它裁切和分条的步骤,大幅减少极片硬强度活性物质颗粒掉粉和毛刺的产生。同时,正极片-陶瓷隔膜-负极片-陶瓷隔膜组合经卷绕后,比活性物质正、负极涂层稍长多余出来的金属网部分全部聚集在一起形成多重极耳,多重极耳与平面金属薄片集流体焊接形成全极耳,全极耳直接引出电流,从而降低电池在低温环境中高倍率快速充电的内阻和温升,提高电池的大电流充放电性能、安全稳定性能和循环寿命。
4.与目前传统的锂离子电池生产技术相比,本发明减少了通常使用的极片裁切分条工序以及将单独的金属极耳焊接到集流体网片的工序;其采取的方法是用高分子胶包覆正负极片中涂布层与金属网对齐的一侧,用高温绝缘胶带以“U”型在干电芯的卷绕过程中粘接正负极片涂布层的起始端和末端,完全杜绝在裁切极片时残留的毛刺穿破隔膜的风险,避免电池内部短路。同时,在极片制作过程中,仅保留了涂布极片最末端的裁切步骤,大量减少了裁切分条的动作,且已用高温绝缘胶带“U”型包裹,进一步提高了电池的安全性能。工艺过程简便,生产成本低,尤其适合大型储能和电动车等应用领域。
附图说明
图1是正负极片涂布构造,高温绝缘胶带以及陶瓷隔膜的相对分布位置示意图。
图2是图1的极片涂布的方向显示正负极活性物质涂层的横截面图。
图3是将图1所示的正负极片和陶瓷隔膜组合卷绕在一起之后将正极网片端和负极网片端聚集在一起形成多重极耳之后焊接平面金属薄片集流体形成全极耳的干电芯示意图。
图4 是不同环境温度条件下不同倍率充电曲线图。
图5 是26650圆柱电池5C充电/5C放电循环曲线。
图中:1、正极涂层;2、陶瓷隔膜;3、高温绝缘胶带;4、铜网;5、负极涂层;6、高分子胶;7、铝网;8、负极片9、正极片。
具体实施方式
如图1、2、3所示,一种快速充电且安全的低温锂离子电池,所述锂离子电池主要由正极片、负极片、陶瓷隔膜、高低温电解液和电池壳体组成,所述低温小于-45℃,所述高倍率快速充电即为不同温度条件下不同倍率充电性能;所述锂离子电池由干电芯经入壳、注入电解液、化成、封口、分容制成,所述干电芯由正极片、陶瓷隔膜、负极片、陶瓷隔膜组合经卷绕形成;所述陶瓷隔膜2位于正极片9与负极片8之间;所述正极片9包括纳米微孔覆碳铝网7,纳米微孔覆碳铝网7的表面设置有正极涂层1;所述负极片8包括纳米微孔铜网4,纳米微孔铜网4的表面设置有负极涂层5;所述正极涂层1和负极涂层5的外侧表面均设置有高温绝缘胶带3,高温绝缘胶带3表面设置有高分子胶6;所述正极涂层:将一次纳米粒子构成二次微米颗粒的活性正极材料、正极电子导电添加剂加入适当大分子增塑剂,通过粘结剂涂布在纳米微孔覆碳铝网上;所述陶瓷隔膜2:为低温环境中具有高孔隙率和高润湿性的多孔陶瓷隔膜;所述负极涂层:将一次纳米粒子构成二次微米颗粒的活性负极材料、负极电子导电添加剂加入适当大分子增塑剂,通过粘结剂涂布在纳米微孔铜网上;所述电解液:将低粘度、低熔点的溶剂和低温环境下高电导率离子的锂盐-溶剂组合混合形成电解液;所述纳米微孔覆碳铝网7表面喷涂有Super-P、PAA;所述活性正极材料为具有一次纳米粒子构成二次微米颗粒的磷酸亚铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中一种或多种的混合;所述活性负极材料为具有一次纳米粒子构成二次微米颗粒的中间相碳微球、人造石墨、钛酸锂、硅碳负极中的一种或多种的混合;所述正极电子导电添加剂为KS6或碳纳米管或VGCF或石墨烯或Super-P;所述负极电子导电添加剂为KS6或碳纳米管或VGCF或石墨烯或Super-P;所述大分子增塑剂为DBP或PTP或DOP或DIDP,所述粘结剂为可溶于丙酮类的聚偏氟乙烯共聚物PVDF-HFP、 聚丙烯晴、 聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氧化乙烯中的至少一种的混合;所述陶瓷隔膜2机械强度高、热稳定性强,其制作方法为静电纺丝法,厚度在10~45um之间;所述陶瓷隔膜2比负极涂层5的面积大;所述高温绝缘胶带3包括基材和胶层两层结构,基材为聚酰亚胺、聚砜、聚苯硫醚和聚醚酮中的至少一种的混合,胶层为硅胶;整体厚度在10~60um, 其热稳定性大于200℃;所述高分子胶为PVDF、PAN中的至少一种的混合;所述低粘度、低熔点的溶剂由两种溶剂混合形成,其中一种为碳酸酯,另外一种为酯类。所述碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中一种或多种的混合;所述酯类为γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中一种或多种的混合;所述锂盐-溶剂组合为高纯锂盐和多元碳酸酯组成的溶液, 所述锂盐为LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiBC2O4F2中的一种或多种的混合,锂盐的浓度为0.7M~2M;所述碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、单氟代碳酸乙烯酯、γ-丁内酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中的至少两种的混合。
上述快速充电且安全的低温锂离子电池的制造方法,它包括如下步骤:
A.正极片
将85%~98%重量的正极活性物质、1%~10%的导电剂、含1%~15%有机粘结剂的溶液、10%~35%的大分子增塑剂混合制成正极浆料均匀涂布于10~45um厚的纳米微孔覆碳铝网的上下两面,其中上下两面涂层的一侧与纳米微孔覆碳铝网对齐,另一侧则比纳米微孔覆碳铝网稍短,将正极涂层与铝网片对齐的一侧浅浸在高分子胶中使该侧为高分子胶所包裹,取出干燥;辊压后,借助IPA把大分子增塑剂从正极涂层内萃取出来,得到纳米微孔正极片。
B.负极片
将85%~98%重量的负极活性物质、1%~5%的导电剂、含1%~5%粘结剂的溶液混合制成负极浆料均匀涂布于5~25um厚的纳米微孔铜网的上下两面,涂布宽度要比正极稍长,其中上下两面涂层的一侧与纳米微孔铜网对齐,另一侧则比纳米微孔铜网稍短,将负极涂层与铜网片对齐的一侧浅浸在高分子胶中使该侧为高分子胶所包裹,取出干燥;辊压后,借助IPA把大分子增塑剂从正极涂层内萃取出来,得到纳米微孔负极片。
C.干电芯
将正极片、陶瓷隔膜、负极片、陶瓷隔膜组合经卷绕形成干电芯;在卷绕过程中,用高温绝缘胶带U型包裹正极片涂布的起始端和末端,比活性物质正极涂层稍长多余出来的铝网部分在后续经过卷绕而聚集在一起形成多重正极极耳;用高温绝缘胶带U型包裹负极片涂布的起始端和末端,比活性物质负极涂层稍长多余出来的铜网部分在后续经过卷绕而聚集在一起形成多重负极极耳;将多重正极极耳、多重负极极耳通过与平面金属薄片集流体焊接在一起形成全极耳。
D.电池组装
干电芯经入壳,在真空条件下在60~80℃烘烤24~120小时,注入电解液,化成,封口,分容后得到所述的低温快速充电的高安全性锂离子电池。
上述电池的性能如下图4、5所示。图4显示,此电池在室温条件下可实现5C(10分钟)充电,极寒天气时如零下30℃条件下可实现1C充电,即1小时内充满电;图5显示,此电池在室温和5C充电/5C放点条件下,电池具有优秀的循环性能。
以上所述仅表达了本发明的一种实施方式,其描述较为具体详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,该低温快速充电的高安全性圆柱锂离子电池还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求书为准。
Claims (6)
1.一种快速充电且安全的低温锂离子电池,所述锂离子电池主要由正极片、负极片、陶瓷隔膜、高低温电解液和电池壳体组成,所述低温小于-45℃,所述高倍率快速充电分别为:“1C充/1C放”、“3C充/1C放”、“5C充/1C放”、“20C充/1C放”;所述锂离子电池由干电芯经入壳、注入电解液、化成、封口、分容制成,所述干电芯由正极片、陶瓷隔膜、负极片、陶瓷隔膜组合经卷绕形成;其特征在于,所述陶瓷隔膜(2)位于正极片(9)与负极片(8)之间;所述正极片(9)包括纳米微孔覆碳铝网(7),纳米微孔覆碳铝网(7)的表面设置有正极涂层(1);所述负极片(8)包括纳米微孔铜网(4),纳米微孔铜网(4)的表面设置有负极涂层(5);所述正极涂层(1)和负极涂层(5)的外侧表面均设置有高温绝缘胶带(3),高温绝缘胶带(3)表面设置有高分子胶(6);
所述正极涂层:将一次纳米粒子构成二次微米颗粒的活性正极材料、正极电子导电添加剂加入适当大分子增塑剂,通过粘结剂涂布在纳米微孔覆碳铝网上;并通过烘干和辊压后,借助IPA把大分子增塑剂从正极涂层内萃取出来,得到纳米微孔正极涂层;
所述陶瓷隔膜:为低温环境中具有高孔隙率和高润湿性的多孔陶瓷隔膜;
所述负极涂层:将一次纳米粒子构成二次微米颗粒的活性负极材料、负极电子导电添加剂加入适当大分子增塑剂,通过粘结剂涂布在纳米微孔铜网上;并通过烘干和辊压后,借助IPA把大分子增塑剂从负极涂层内萃取出来,得到纳米微孔负极涂层;
所述电解液:将低粘度、低熔点的溶剂和低温环境下高离子电导率的锂盐-溶剂组合混合形成电解液;
所述纳米微孔覆碳铝网表面喷涂有Super-P、PAA。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述活性正极材料为具有一次纳米粒子构成二次微米颗粒的磷酸亚铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中一种或多种的混合;所述活性负极材料为具有一次纳米粒子构成二次微米颗粒的中间相碳微球、人造石墨、钛酸锂、硅碳负极中的一种或多种的混合;所述正极电子导电添加剂为KS6或碳纳米管或VGCF或石墨烯或Super-P;所述负极电子导电添加剂为KS6或碳纳米管或VGCF或石墨烯或Super-P;所述大分子增塑剂为DBP或PTP或DOP或DIDP,所述粘结剂为可溶于丙酮类的聚偏氟乙烯共聚物PVDF-HFP、 聚丙烯晴、 聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氧化乙烯中的至少一种的混合。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于:所述陶瓷隔膜(2)机械强度高、热稳定性强,其制作方法为静电纺丝法,厚度在6~45um之间;所述陶瓷隔膜(2)比负极涂层(5)的面积大。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述高温绝缘胶带(3)包括基材和胶层两层结构,基材为聚酰亚胺、聚砜、聚苯硫醚和聚醚酮中的至少一种的混合,胶层为硅胶;整体厚度在10~60um, 其热稳定性大于200℃;所述高分子胶为PVDF、PAN中的至少一种的混合。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述低粘度、低熔点的溶剂由两种溶剂混合形成,其中一种为碳酸酯,另外一种为酯类;所述碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中一种或多种的混合;所述酯类为γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中一种或多种的混合;所述锂盐-溶剂组合为高纯锂盐和多元碳酸酯组成的溶液, 所述锂盐为LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiBC2O4F2中的一种或多种的混合,锂盐的浓度为0.7M~2M;所述碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、单氟代碳酸乙烯酯、γ-丁内酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中的至少两种的混合。
6.权利要求1~5中任意所述的一种快速充电且安全的低温锂离子电池的制造方法,其特征在于,它包括如下步骤:
A.正极片
将85%~98%重量的正极活性物质、1%~10%的导电剂、含1%~15%有机粘结剂的溶液、10%~35%的大分子增塑剂混合制成正极浆料均匀涂布于10~45um厚的纳米微孔覆碳铝网的上下两面,其中上下两面涂层的一侧与纳米微孔覆碳铝网对齐,另一侧则比纳米微孔覆碳铝网稍短,将正极涂层与铝网片对齐的一侧浅浸在高分子胶中使该侧为高分子胶所包裹,取出干燥;辊压后,借助IPA把大分子增塑剂从正极涂层内萃取出来,得到纳米微孔正极片;
B.负极片
将85%~98%重量的负极活性物质、1%~5%的导电剂、含1%~5%粘结剂的溶液混合制成负极浆料均匀涂布于5~25um厚的纳米微孔铜网的上下两面,涂布宽度要比正极稍长,其中上下两面涂层的一侧与纳米微孔铜网对齐,另一侧则比纳米微孔铜网稍短,将负极涂层与铜网片对齐的一侧浅浸在高分子胶中使该侧为高分子胶所包裹,取出干燥;辊压后,借助IPA把大分子增塑剂从正极涂层内萃取出来,得到纳米微孔负极片;
C.干电芯
将正极片、陶瓷隔膜、负极片、陶瓷隔膜组合经卷绕形成干电芯;在卷绕过程中,用高温绝缘胶带U型包裹正极片涂布的起始端和末端,比活性物质正极涂层稍长多余出来的铝网部分在后续经过卷绕而聚集在一起形成多重正极极耳;用高温绝缘胶带U型包裹负极片涂布的起始端和末端,比活性物质负极涂层稍长多余出来的铜网部分在后续经过卷绕而聚集在一起形成多重负极极耳;将多重正极极耳、多重负极极耳通过与平面金属薄片集流体焊接在一起形成全极耳;
D.电池组装
干电芯经入壳,在真空条件下在60~80℃烘烤24~120小时,注入电解液,化成,封口,分容后得到所述快速充电且安全的低温锂离子电池。
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