CN112259830A - 一种可低温启动放电锂电池及其制备方法 - Google Patents

一种可低温启动放电锂电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112259830A
CN112259830A CN202011171745.6A CN202011171745A CN112259830A CN 112259830 A CN112259830 A CN 112259830A CN 202011171745 A CN202011171745 A CN 202011171745A CN 112259830 A CN112259830 A CN 112259830A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium battery
change material
composite phase
coating
low temperature
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
CN202011171745.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李晓峰
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.)
Union Lithplus Energy (liaoning) Corp
Original Assignee
Union Lithplus Energy (liaoning) Corp
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 Union Lithplus Energy (liaoning) Corp filed Critical Union Lithplus Energy (liaoning) Corp
Priority to CN202011171745.6A priority Critical patent/CN112259830A/zh
Publication of CN112259830A publication Critical patent/CN112259830A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • 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
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/654—Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及锂电池技术领域，公开一种可低温启动放电锂电池的制备方法，包括电池内芯，所述电池内芯外圈由具有低温相变材料涂层的胶带包覆。所述低温相变材料涂层含有十二烷与膨胀石墨组成的复合相变材料，所述复合相变材料经聚偏氟乙烯包覆并涂布于所述胶带。该低温锂电池在‑2～‑11℃时复合相变材料发生相变，并释放热量，因而可以在使用环境温度低至‑40℃时电池仍可正常启动放电。

Description

一种可低温启动放电锂电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种可低温启动放电锂电池及其制备方法。
背景技术
锂离子二次电池具有工作电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备，例如移动电话、数码摄像头和手提电脑等设备中得到广泛应用，而且在电动汽车、电动自行车等交通工具中也有广泛应用。锂电池的性能发挥和安全性受环境温度的影响很大。当温度低于零下十度时，锂电池的放电容量和功率都会较大程度的减弱，甚至电压骤降而无法正常启动放电，需要对锂电池预先加热以保证低温情况下锂电池的正常启动。
发明内容
本发明的目的在于发明一种方法，在保证锂电池综合性能的同时，可以有效解决低温下锂电池的启动放电问题。
为了克服低温下锂电池启动放电时的电压骤降，经过了大量的实验研究我们选定了一种方法，筛选并制备了一种复合相变材料。所述复合相变材料由膨胀石墨吸附十二烷、再经聚偏氟乙烯包覆，并涂布于胶带，所述胶带缠绕、包裹在锂电池电芯外部。所述复合相变材料的相变温度在-2～-11度，相变发生时释放的热量能够很好地维持电芯的温度，有效解决锂电池使用环境温度下降导致的锂电池无法正常启动的问题；PVDF对所述复合相变材料的包覆可以避免吸附在膨胀石墨内部的十二烷在极端情况下的泄漏。其有益之处还在于所述方法简单、稳定、不改变现有的锂电池生产工艺。
本发明采用的技术方案如下：一种可低温启动放电锂电池，可低温启动放电锂电池的电池内芯外圈由含有复合相变材料涂层的胶带缠绕包裹。
上述的一种可低温启动放电锂电池，所述含有复合相变材料涂层的胶带由复合相变材料、碳酸二甲酯、聚偏氟乙烯组成的浆料、经涂布于胶带并干燥后得到。
上述的一种可低温启动放电锂电池，所述的复合相变材料由膨胀石墨吸附十二烷制备得到的。
上述的一种可低温启动放电锂电池，所述的复合相变材料的制备方法包括如下步骤：
1)将膨胀石墨常温常压下浸泡在十二烷中8-10个小时；
2)-0.5MPa真空度下减压干燥得到复合相变材料。
上述的一种可低温启动放电锂电池，步骤1)中，按质量比，膨胀石墨：十二烷为0.5：1-1：1.5。
上述的一种可低温启动放电锂电池，所述的含有复合相变材料涂层的胶带的制备方法，包括如下步骤：
1)将聚偏氟乙烯溶于碳酸二甲酯中得到聚偏氟乙烯溶液；
2)所述复合相变材料与步骤1的溶液混合，
3)将步骤2)的混合浆料涂布于胶带，-0.3Mpa负压下常温干燥；
上述的一种可低温启动放电锂电池，步骤1)中，所述的聚偏氟乙烯溶液中，偏氟乙烯最终质量浓度为2.5％。
上述的一种可低温启动放电锂电池，步骤2)中，按质量比，复合相变材料与步骤1的溶液的比例为1：1；
上述的一种可低温启动放电锂电池，步骤3)中，涂布厚度为500-600微米，涂布宽度和胶带宽度一致，头部和尾部涂布长度留白各10-50mm。
本发明的有益效果在于：
当锂电池的使用环境温度突降到很低的情况下(如-20℃)，包裹在锂电池电芯外圈的复合相变材料因发生相变而释放热量，从而维持锂电池的温度依然处于正常的工作温度范围，有效解决锂电池使用环境温度下降导致的锂电池无法正常启动的问题。聚偏氟乙烯对复合相变材料的包覆可以避免吸附在膨胀石墨内部的十二烷在极端情况下的泄漏。
附图说明
图1是涂布胶带展开示意图。
图2外包复合相变材料锂电池电池芯示意图。
图3-20℃低温启动放电曲线。
图中标记：1，涂覆复合相变材料胶带；2，锂电池内芯；3，第一段；4，第二段；5，
第三段；6，头部空白区；7，涂胶区；8，尾部空白区；9，裁断线；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例1含有复合相变材料涂层的胶带的制备
1.复合相变材料的制备
1)将膨胀石墨常温常压下浸泡在十二烷中8个小时，按质量比，膨胀石墨：十二烷为 0.8：1.1。
2)-0.5MPa真空度下减压干燥得到复合相变材料。
2.含有复合相变材料涂层的胶带的制备
1)将聚偏氟乙烯溶于碳酸二甲酯中得到聚偏氟乙烯溶液，偏氟乙烯最终质量含量为 2.5％；
2)所述复合相变材料与步骤1的溶液按质量比1：1的比例混合，
3)将步骤2)的混合浆料涂布于胶带，胶带宽度60毫米，厚度1微米，涂布厚度500微米，涂布宽度60毫米，头部留白10mm，涂布长度100毫米，尾部留白20毫米；头部留白10mm，……，尾部留白20毫米，依次涂布，如图1所示，按照裁断线进行裁切。在-0.3Mpa 负压下常温干燥；得到含有复合相变材料涂层的胶带。
实施例2
天然石墨材料负极片与三元材料正极片进行搭配，将图1所示胶带按照图2方式在所得电池内芯外圈包裹缠绕两圈半，供应商A提供的批号为SWJY3-A007的电解液组装成型号为18650全电池。
实施例3
天然石墨材料负极片与三元材料正极片进行搭配，将图1所示胶带按照图2方式在所得电池内芯外圈包裹缠绕两圈半，供应商B提供的批号为JN-JS-CS001电解液组装成型号为 18650全电池。
对比例1：
天然石墨材料负极片与三元材料正极片进行搭配，供应商A提供的批号为SWJY3-A007 电解液组装成型号为18650全电池。
对比例2：
天然石墨材料负极片与三元材料正极片进行搭配，供应商B提供的批号为JN-JS-CS001 电解液组装成型号为18650全电池。
低温启动放电性能测试
将化成后的实施例2-3和对比例1-2所制备的电池用0.5C电流常温下恒流恒压充至4.2V，在-20℃搁置300分钟，以-20℃30A 放电100秒，放电情况见图3。
由图3可见，电池内芯外圈没有复合相变材料胶带包裹的电池(对比例1-2)，启动放电初始电压都有一个快速下降，对比例1因电压下降过多，甚至没有可放电电流；相比之下，电池内芯外圈有复合相变材料胶带包裹的电池(实施例1-2)，启动放电初始电压略有下降，但很快恢复，明显好于对比例1-2，可见复合相变材料对锂电池低温下的放电启动具有很好的效果。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可低温启动放电锂电池，其特征在于，可低温启动放电锂电池的电池内芯外圈由含有复合相变材料涂层的胶带缠绕包裹。
2.如权利要求1所述的一种可低温启动放电锂电池，其特征在于，所述含有复合相变材料涂层的胶带由复合相变材料、碳酸二甲酯、聚偏氟乙烯组成的浆料、经涂布于胶带并干燥后得到。
3.如权利要求2所述的一种可低温启动放电锂电池，其特征在于，所述的复合相变材料由膨胀石墨吸附十二烷制备得到的。
4.如权利要求3所述的一种可低温启动放电锂电池，其特征在于，所述的复合相变材料的制备方法包括如下步骤：
1)将膨胀石墨常温常压下浸泡在十二烷中8-10个小时；
2)-0.5MPa真空度下减压干燥得到复合相变材料。
5.如权利要求4所述的一种可低温启动放电锂电池，其特征在于，步骤1)中，按质量比，膨胀石墨：十二烷为0.5：1-1：1.5。
6.如权利要求5所述的一种可低温启动放电锂电池，其特征在于，所述的含有复合相变材料涂层的胶带的制备方法，包括如下步骤：
1)将聚偏氟乙烯溶于碳酸二甲酯中得到聚偏氟乙烯溶液；
2)所述复合相变材料与步骤1的溶液混合，
3)将步骤2)的混合浆料涂布于胶带，-0.3Mpa负压下常温干燥。
7.如权利要求6所述的一种可低温启动放电锂电池，其特征在于，步骤1)中，所述的聚偏氟乙烯溶液中，偏氟乙烯最终质量浓度为2.5％。
8.如权利要求7所述的一种可低温启动放电锂电池，其特征在于，步骤2)中，按质量比，复合相变材料与步骤1的溶液的比例为1：1。
9.如权利要求8所述的一种可低温启动放电锂电池，其特征在于，步骤3)中，涂布厚度为500-600微米，涂布宽度和胶带宽度一致，头部和尾部涂布长度留白各10-50mm。
CN202011171745.6A 2020-10-28 2020-10-28 一种可低温启动放电锂电池及其制备方法 Pending CN112259830A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011171745.6A CN112259830A (zh) 2020-10-28 2020-10-28 一种可低温启动放电锂电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011171745.6A CN112259830A (zh) 2020-10-28 2020-10-28 一种可低温启动放电锂电池及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112259830A true CN112259830A (zh) 2021-01-22

Family

ID=74262236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011171745.6A Pending CN112259830A (zh) 2020-10-28 2020-10-28 一种可低温启动放电锂电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112259830A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113131060A (zh) * 2021-03-19 2021-07-16 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种锂氟化碳电池组体积膨胀抑制结构
CN113652211A (zh) * 2021-08-11 2021-11-16 远景动力技术(江苏)有限公司 相变导热浆料、导热隔膜及锂离子电池

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102181270A (zh) * 2011-04-28 2011-09-14 华南理工大学 一种用于锂电池散热的复合相变材料及装置
CN103733420A (zh) * 2011-06-09 2014-04-16 智晖有限公司 一种实现锂电池电芯内部温度控制的方法
CN104124491A (zh) * 2013-04-26 2014-10-29 上海卡耐新能源有限公司 一种可自行调控工作温度的电池及其制备方法
KR20140129449A (ko) * 2013-04-29 2014-11-07 주식회사 엘지화학 상변화 물질을 포함하는 리튬 이차전지
CN104167574A (zh) * 2013-05-17 2014-11-26 同济大学 一种电动汽车用动力电池的被动式相变材料冷却系统
CN106856236A (zh) * 2017-01-11 2017-06-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种二次电池负极材料，其制备方法及电池
CN107210499A (zh) * 2015-02-04 2017-09-26 全球网络视野有限责任公司 用于电化学装置热管理的系统、结构与材料
CN108288739A (zh) * 2016-12-09 2018-07-17 航天特种材料及工艺技术研究所 一种用于圆柱形电池的热管理模块及其制备方法和电池组
CN109821485A (zh) * 2019-04-11 2019-05-31 湖北科技学院 用于动力锂电池热调控的相变储热胶囊的制备方法
CN110699009A (zh) * 2019-11-25 2020-01-17 常州瑞联新材料有限公司 一种新型高储热胶带及其制备方法
CN110994073A (zh) * 2019-12-23 2020-04-10 武汉理工大学 混合式锂电池温度管理系统
CN111430709A (zh) * 2020-03-09 2020-07-17 深圳航美新材料科技有限公司 一种相变控温式电极及其制备方法与锂离子电池
CN111454578A (zh) * 2020-03-11 2020-07-28 广东工业大学 一种用于电池热管理的抗泄漏相变材料及其制备方法和应用

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102181270A (zh) * 2011-04-28 2011-09-14 华南理工大学 一种用于锂电池散热的复合相变材料及装置
CN103733420A (zh) * 2011-06-09 2014-04-16 智晖有限公司 一种实现锂电池电芯内部温度控制的方法
CN104124491A (zh) * 2013-04-26 2014-10-29 上海卡耐新能源有限公司 一种可自行调控工作温度的电池及其制备方法
KR20140129449A (ko) * 2013-04-29 2014-11-07 주식회사 엘지화학 상변화 물질을 포함하는 리튬 이차전지
CN104167574A (zh) * 2013-05-17 2014-11-26 同济大学 一种电动汽车用动力电池的被动式相变材料冷却系统
CN107210499A (zh) * 2015-02-04 2017-09-26 全球网络视野有限责任公司 用于电化学装置热管理的系统、结构与材料
CN108288739A (zh) * 2016-12-09 2018-07-17 航天特种材料及工艺技术研究所 一种用于圆柱形电池的热管理模块及其制备方法和电池组
CN106856236A (zh) * 2017-01-11 2017-06-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种二次电池负极材料，其制备方法及电池
CN109821485A (zh) * 2019-04-11 2019-05-31 湖北科技学院 用于动力锂电池热调控的相变储热胶囊的制备方法
CN110699009A (zh) * 2019-11-25 2020-01-17 常州瑞联新材料有限公司 一种新型高储热胶带及其制备方法
CN110994073A (zh) * 2019-12-23 2020-04-10 武汉理工大学 混合式锂电池温度管理系统
CN111430709A (zh) * 2020-03-09 2020-07-17 深圳航美新材料科技有限公司 一种相变控温式电极及其制备方法与锂离子电池
CN111454578A (zh) * 2020-03-11 2020-07-28 广东工业大学 一种用于电池热管理的抗泄漏相变材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋炎林: "十二烷/膨胀石墨定形相变材料蓄冷特性研究", 中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士）工程科技Ⅰ辑, no. 2020, pages 020 - 146 *
陈嘉杰等: "膨胀石墨基十二烷复合相变蓄冷材料的性能研究", 工程热物理学报, vol. 36, no. 6, pages 1307 - 1310 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113131060A (zh) * 2021-03-19 2021-07-16 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种锂氟化碳电池组体积膨胀抑制结构
CN113652211A (zh) * 2021-08-11 2021-11-16 远景动力技术(江苏)有限公司 相变导热浆料、导热隔膜及锂离子电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100701758B1 (ko) 리튬이온 2차전지
EP2471129B1 (en) Electrical storage device and electrode thereof
CN109244362A (zh) 正极极片、电化学装置及包含其的电子装置
US20030035982A1 (en) Hybrid power device and method for manufacturing the same
CN108808059A (zh) 一种基于交叉堆叠的叠片式二次电池及其制备方法
CN112259830A (zh) 一种可低温启动放电锂电池及其制备方法
WO2019007225A1 (zh) 锂离子动力电池及其制作方法、其隔膜及隔膜的制作方法，以及用于形成隔膜的浆料
CN108682894A (zh) 一种锂离子电池制作工艺
WO2014032407A1 (zh) 一种锂离子电池硅负极极片及其制备方法和锂离子电池
CN114258610A (zh) 一种电化学装置及电子装置
CN101794914A (zh) 一种使用寿命长的大容量锂电池的制造方法
CN115275371A (zh) 耐高温存储的应急启动电源锂离子蓄电池及其制备方法
CN109300698B (zh) 一种锂离子电容器及其制备方法
CN109802187A (zh) 一种卷绕式电池
CN113394368B (zh) 极片及电化学装置
CN102956848A (zh) 一种磷酸铁锂塑料壳体圆柱电池及其制备方法
JP2006079960A (ja) 扁平形非水電解質二次電池
WO2022027823A1 (zh) 一种三电极可修复锂离子电池
KR100440938B1 (ko) 리튬 전지 제조방법
CN110783528A (zh) 一种锂电池及其制备方法
CN115058208A (zh) 一种用于圆柱型锂离子电池的膨胀胶带及其制备方法
CN100511776C (zh) 一种柱式锂-二硫化铁电池正极制作方法
CN102115649A (zh) 高循环寿命的凝胶态聚合物电池及其制造方法
JP2016126953A (ja) 二次電池の充電ムラ低減方法及び二次電池の製造方法
CN114335770A (zh) 锂电池冷热交替老化方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination