CN112751090A - 一种高功率超低温锂离子电池制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将包括正极片、负极片、隔膜、电解液的原材料制备成卷绕式锂离子电芯后进行化成处理,所述化成处理包括如下步骤,1)0.02C~0.06C恒流充电200~280min;2)0.08C~0.12C恒流充电至充电截止电压V1,再以充电截止电压V1恒压充电至电流≤0.02C。本发明制备出来的锂离子单体电池能够满足‑50℃~55℃的放电能力,且‑40℃的超低温下0.5C放电容量可达额定容量70%以上,1C可达额定容量50%以上。‑50℃超低温下0.5C放电容量可达50%额定容量,扩大了锂电池的低温放电倍率性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池,具体地指一种高功率超低温锂离子电池制备方法。
背景技术
目前锂离子电池在新能源行业具有着重要地位,锂电池不断发展的同时,也面临着诸多的考验,其中超低温锂离子电池技术便是其中一项。超低温锂离子电池是指在超低温的条件下,仍然能够实现正常放电功能的电池。在一些特殊领域,如寒冷地区的新能源汽车、野外工作的电动工具、通讯信号中转站、士兵保障用电池、航空航天、南北极探测等领域,都对电池的低温性能提出了苛刻的要求,不仅要求电池具备低温放电功能,并且对低温放电功率和放电容量都有着苛刻要求。
目前常用锂离子电池工作温度在-20℃~60℃之间,在低于-40℃温度条件下,难以正常工作,这就直接影响了锂离子电池的使用性能。目前提升低温性能的方案都是改变电芯内部体系问题,主要内容包括正极配方、负极配方、电解液的更改,选取低温性能好的活性物质、导电性能好的导电剂,粘接性能好的粘接剂,低熔点、低粘度的溶剂,高电导率的锂盐等,在提升低温性能的同时还要考虑是否具有批量性生产可行性等问题。
目前改善电池的超低温性能的办法有电芯体系的选择和制作工艺的改善,其中电芯内部体系的确定包含正极体系、负极体系和电解液的选择。目前市场上的正极活性物质仍旧是以钴酸锂和三元材料为主,负极以石墨为主,电解液的选择需要综合考虑放电环境和体系兼容性问题。为实现超低温环境下倍率放电的目标,目前通常采用的是超低温电解液,同时还要考虑电池安全性、电液的兼容性、循环性能问题。化成工艺的改善目前主要有高温化成和小电流多次化成两个方向,两种化成方式虽然确实有助于低温性能的提升,但高温化成具有操作复杂,需要特定的化成环境。小电流多次化成又太耗时,不符合批量生产可行性。
因此,需要开发出一种步骤简单、环境常规化、耗时短、效率高、批量生产可行性佳的高功率超低温锂离子电池制备方法。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足,提供一种步骤简单、环境常规化、耗时短、效率高、批量生产可行性佳的高功率超低温锂离子电池制备方法。
本发明的技术方案为:一种高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将包括正极片、负极片、隔膜、电解液的原材料制备成卷绕式锂离子电芯后进行化成处理,所述化成处理包括如下步骤,
1)0.02C~0.06C恒流充电200~280min;
2)0.08C~0.12C恒流充电至充电截止电压V1,再以充电截止电压V1恒压充电至电流≤0.02C。
优选的,所述化成处理还包括以下步骤,
3)放置3-10min,再0.1C~0.5C放电至放电截止电压V2;
4)放置3-10min,以0.02C~0.06C充电200~280min后转0.08C~0.12C充电至充电截止电压V1或以0.08C~0.12C直接充电至充电截止电压V1,再以充电截止电压V1恒压充电至电流≤0.02C。
优选的,所述化成处理还包括步骤5),步骤5)为循环步骤3)-步骤4)1-4次。
优选的,所述正极片由包括如下步骤的方法制备得到:
将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、正极活性物质、正极导电剂按质量比1:(13-30):(20-50):(0.2-1.5)在搅拌罐内混合均匀,保持搅拌分散,再加入适量N-甲基吡咯烷酮调节粘度至4000~10000mPas得到正极浆料,将正极浆料涂覆于铝箔上,辊轧、分条后得到正极片。
优选的,所述正极导电剂为超级导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种;所述正极活性物质为钴酸锂、镍钴铝酸锂、镍钴锰酸锂中的一种或多种混合,正极浆料的涂布面密度为18-22mg/cm2,所述正极浆料辊压后的压实密度为3.3-4.2g/cm3。
进一步的,所述正极活性物质为钴酸锂时,正极浆料涂布面密度为18-22mg/cm2,压实密度为4.12-4.2g/cm3;
所述正极活性物质为钴酸锂和镍钴铝酸锂混合时,正极浆料涂布面密度为18-22mg/cm2,压实密度为3.7-4.0g/cm3;
所述正极活性物质为镍钴锰酸锂时,正极浆料涂布面密度为18-20mg/cm2,压实密度为3.3-3.5g/cm3。
优选的,所述负极片由包括如下步骤的方法制备得到:
将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、石墨、负极导电剂按质量比1:(20-30):(20-30):(0.15-0.4)在搅拌罐内混合均匀,保持搅拌分散,再加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度至4000-9000mPas得到负极浆料,将负极浆料涂覆于铜箔上,辊轧、分条后得到负极片。
优选的,负极导电剂为超级导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种;负极浆料的涂布面密度为8.5-12mg/cm2,压实密度为1.4-1.7g/cm3。
优选的,所述电解液由包括溶剂、锂盐溶质、低温性能添加剂、安全性能添加剂的各组分混合得到,
所述溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的一种或多种组成,
所述锂盐溶质为六氟磷酸锂、六氟硼酸锂、二草酸硼酸锂中的一种或多种组成,
所述低温性能添加剂为甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯等链状羧酸酯中的一种或多种组成,
所述安全性能添加剂为一氟代甲基碳酸乙烯酯、二氟代甲基碳酸乙烯酯、三氟代甲基碳酸乙烯酯中的一种或多种组成。一氟代甲基碳酸乙烯酯、二氟代甲基碳酸乙烯酯、三氟代甲基碳酸乙烯酯化学式分别为CH2F-EC、CHF2-EC、CHF3-EC。
优选的,包括如下步骤:
将正极片、负极片、隔膜、电解液制备成卷绕式锂离子电芯后进行化成处理,所述化成处理包括如下步骤,
1)0.05C恒流充电240min;
2)0.1C充电至充电截止电压V1,再以V1恒压充电至截止电流降至0.02C;
3)放置3min,0.2C放电至放电截止电压V2;
4)放置3min,以0.05C充电240min后转0.1C充电至充电截止电压V1或以0.1C直接充电至充电截止电压V1,再以充电截止电压V1恒压充电至电流≤0.02C;
5)循环步骤3)-步骤4)1-4次。
本发明的有益效果为:
1.本发明化成方法在满足电芯超低温倍率放电性能的前提下,使得生产制作工艺能够实现批量化生产,且电芯一致性和循环性能优异。
2.制备出来的锂离子单体电池能够满足-40℃的超低温下0.5C、1C放电能力,0.5C放电容量可达额定容量70%以上,1C可达额定容量50%以上,低温下具有优良的放电性能。而且正极活性物质为钴酸锂时,电芯二次化成后在-40℃、1.5C放电容量比可达额定容量50%以上、-50℃超低温下0.5C倍率放电容量可达30%额定容量以上。
3.电芯生产工艺简单方便,生产制作环境常规化,无球磨、无需高温高压等操作,化成方式采用一次化成或多次化成均可,且生产周期短,具备批量生产可行性。
4.本发明扩宽了锂电池的工作温度范围,其工作温度范围为-50℃~55℃,能满足-50℃条件下0.5C倍率放电性能。
附图说明
图1为实施例1化成后电芯的常温倍率放电图。
图2为实施例1化成后电芯的-40℃和-50℃条件下不同倍率放电曲线图。
图3为实施例1化成后电芯的0.5C循环图。
具体实施方式
下面具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
本实施例提供一种高功率超低温锂离子电池制备方法,包括如下步骤:
a.制备正极片
将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、正极活性物质(钴酸锂)、正极导电剂(超级导电炭黑SP)按质量比1:16.56:26.8:0.71在搅拌速度为40rpm、分散浆速度2800rpm条件下保持搅拌分散2~3h,再加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度至4000~10000mPas得到正极浆料,将正极浆料涂覆于铝箔上,正极浆料的面涂布密度为18-22mg/cm2,辊轧、分条后得到正极片,正极浆料的压实密度为4.12-4.2g/cm3;
正极活性物质是锂电池的重要组成部分,正极活性物质的成分不同,其低温性能也不相同,本实施例选取正极活性物质为钴酸锂,粒径为24μm,振实密度为3.0±0.15g/cm3,比表面积为0.25±0.05m2/g,发挥克比容量为140mAh/g,;
b.制备负极片
将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、石墨、负极导电剂(超级导电炭黑SP)按质量比1:23.81:23.8:0.248在搅拌罐内混合均匀,在搅拌速度为40rpm、分散浆速度2800rpm条件下保持搅拌分散2~3h,再加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度至4000-9000mPas得到负极浆料,将负极浆料涂覆于铜箔上,负极浆料的涂布面密度为8.5-12mg/cm2,辊轧、分条后得到负极片,负极浆料的压实密度为1.60-1.70g/cm3;
负极材料也是锂电池的重要组成部分,实施例石墨的粒径为28.5±2.5g/cm3,密度为2.24±0.02g/cm3,比表面积为1.7±0.3m2/g。所用负极导电剂(超级导电炭黑SP)的密度0.16g/cm3,比表面积约为62m2/g;
c.制备电解液
溶剂、锂盐溶质、低温性能添加剂、安全性能添加剂混合得到电解液,本实施例中:溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯混合得到,锂盐为六氟磷酸锂和二草酸硼酸锂混合得到,低温性能添加剂为甲酸甲酯和乙酸甲酯混合得到,安全性能添加剂为一氟代甲基碳酸乙烯酯和三氟代甲基碳酸乙烯酯混合得到。
d.制备电芯
正极片上焊接铝转镍极耳,负极片上焊接镀镍铜转镍极耳,正极片和负极片焊接极耳后在焊接极耳处进行包胶,防止焊点刺穿隔膜,将焊接极耳后的正负极片与隔膜一起进行卷绕形成卷芯,卷芯进行冷压定型,装铝塑膜,干燥后注入电解液,其中注液系数为2.76~3.2g/Ah,注液后的电芯45℃存放24~36h后,进行热压;
e.化成处理
1)0.05C小电流恒流充电240min;
2)0.1C充电至3.95V(充电截止电压V1=3.95V),再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制充电容量≤90%额定容量;
3)放置3min,再0.2C放电至2.75V(放电截止电压V2=2.75V);
4)放置3min,再0.1C直接充电至3.95V,再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制化成充电容量≤90%额定容量,完成化成,得到电芯A。
实施例2
本实施例提供一种高功率超低温锂离子电池制备方法,包括如下步骤:
a.制备正极片
将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、正极导电剂(超级导电炭黑SP)、正极活性物质(镍钴锰酸锂)按质量比1:16.19:23.08:0.87在搅拌罐内混合均匀,在搅拌速度为40rpm、分散浆速度2800rpm条件下保持搅拌分散2~3h,再加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度至4000~10000mPas得到正极浆料,正极浆料的面涂布密度为18-20mg/cm2,将正极浆料涂覆于铝箔上,辊轧、分条后得到正极片,正极浆料的压实密度为3.41~3.43g/cm3;
本实施例选取正极活性物质为镍钴锰酸锂,其中镍钴锰摩尔比例=1:1:1,粒径为35μm,其振实密度为2.83±0.15g/cm3,比表面积为0.292±0.05m2/g。
将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、石墨、负极导电剂(超级导电炭黑SP)按质量比1:23.81:23.8:0.25在搅拌罐内混合均匀,在搅拌速度为40rpm、分散浆速度2800rpm条件下保持搅拌分散2~3h,再加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度至4000-9000mPas得到负极浆料,将负极浆料涂覆于铜箔上,负极浆料的涂布面密度为8.5-12mg/cm2,辊轧、分条后得到负极片,负极浆料的压实密度为1.60-1.70g/cm3;
本实施例中石墨的密度为2.24±0.02g/cm3,比表面积为1.7±0.3m2/g。所用负极导电剂(超级导电炭黑SP)的密度为0.16g/cm3,比表面积约为62m2/g;
c.制备电解液
溶剂、锂盐溶质、低温性能添加剂、安全性能添加剂得到电解液,本实施例中:溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯混合得到,锂盐为六氟磷酸锂和二草酸硼酸锂混合得到,低温性能添加剂为甲酸甲酯和乙酸甲酯混合得到,安全性能添加剂为一氟代甲基碳酸乙烯酯和三氟代甲基碳酸乙烯酯混合得到。
d.制备电芯
正极片上焊接铝转镍极耳,负极片上焊接镀镍铜转镍极耳,正极片和负极片焊接极耳后在焊接极耳处进行包胶,防止焊点刺穿隔膜,将焊接极耳后的正负极片与隔膜一起进行卷绕形成卷芯,卷芯进行冷压定型,装铝塑膜,干燥后注入电解液,注液系数为2.76~3.2g/Ah,注液后的电芯45℃存放24~36h后,进行热压;
e.化成处理
1)0.05C小电流恒流充电240min;
2)0.1C充电至3.95V(充电截止电压V1=3.95V),再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制充电容量≤90%额定容量;
3)放置3min,再0.2C放电至2.75V(放电截止电压V2=2.75V);
4)放置3min,再0.1C直接充电至3.95V,再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制化成充电容量≤90%额定容量,完成化成,得到电芯B。
实施例3
本实施例提供一种高功率超低温锂离子电池制备方法,包括如下步骤:
a.制备正极片
将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、正极活性物质(钴酸锂、镍钴铝酸锂按质量7:3混合)、正极导电剂(碳纳米管CNTs)按质量比1:19.03:48.63:0.4在搅拌罐内混合均匀,在搅拌速度为40rpm、分散浆速度2800rpm条件下保持搅拌分散2~3h,再加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度至4000~10000mPas得到正极浆料,将正极浆料涂覆于铝箔上,正极浆料的面涂布密度为18-22mg/cm2,辊轧、分条后得到正极片,正极浆料的压实密度为3.7~4.0g/cm3;
本实施例选取正极活性物质为钴酸锂、镍钴铝酸锂按质量7:3混合得到,钴酸锂振实密度为2.7±0.15g/cm3,比表面积为0.25±0.05m2/g,镍钴铝酸锂粒径为19.0μm,其振实密度为2.8±0.15g/cm3,比表面积为0.2~0.8m2/g。
b.制备负极片
将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、石墨、负极导电剂(超级导电炭黑SP)按质量比1:23.81:23.8:0.25在搅拌罐内混合均匀,在搅拌速度为40rpm、分散浆速度2800rpm条件下保持搅拌分散2~3h,再加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度至4000-9000mPas得到负极浆料,将负极浆料涂覆于铜箔上,负极浆料的涂布面密度为8.5-12mg/cm2,辊轧、分条后得到负极片,负极浆料的压实密度为1.60-1.70g/cm3;
负极材料也是锂电池的重要组成部分,实施例石墨的粒径为28.5±2.5g/cm3,密度为2.24±0.02g/cm3,比表面积为1.7±0.3m2/g。所用负极导电剂(超级导电炭黑SP)的密度0.16g/cm3,比表面积约为62m2/g;
c.制备电解液
溶剂、锂盐溶质、低温性能添加剂、安全性能添加剂混合得到电解液,本实施例中:溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯混合得到,锂盐为六氟磷酸锂和二草酸硼酸锂混合得到,低温性能添加剂为甲酸甲酯和乙酸甲酯混合得到,安全性能添加剂为一氟代甲基碳酸乙烯酯和三氟代甲基碳酸乙烯酯混合得到。
d.制备电芯
正极片上焊接铝转镍极耳,负极片上焊接镀镍铜转镍极耳,正极片和负极片焊接极耳后在焊接极耳处进行包胶,防止焊点刺穿隔膜,将焊接极耳后的正负极片与隔膜一起进行卷绕形成卷芯,卷芯进行冷压定型,装铝塑膜,干燥后注入电解液,其中注液系数为2.76~3.2g/Ah,注液后的电芯45℃存放24~36h后,进行热压;
e.化成处理
1)0.05C小电流恒流充电240min;
2)0.1C充电至3.95V(充电截止电压V1=3.95V),再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制充电容量≤90%额定容量;
3)放置3min,再0.2C放电至2.75V(放电截止电压V2=2.75V);
4)放置3min,再0.1C直接充电至3.95V,再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制化成充电容量≤90%额定容量,完成化成,得到电芯C。
实施例4
本实施例提供一种高功率超低温锂离子电池制备方法,包括如下步骤:
步骤abcd与实施例1相同,步骤e化成处理为
1)0.05C小电流恒流充电240min;
2)0.1C充电至3.95V(充电截止电压V1=3.95V),再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制充电容量≤90%额定容量,得到电芯D。
实施例5
本实施例提供一种高功率超低温锂离子电池制备方法,包括如下步骤:
步骤abcd与实施例1相同,步骤e化成处理为
1)0.02C小电流恒流充电240min;
2)0.08C充电至3.95V(充电截止电压V1=3.95V),再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制充电容量≤90%额定容量;
3)放置3min,再0.1C放电至2.75V(放电截止电压V2=2.75V);
4)放置3min,再0.02C充电240min后0.08C充电至3.95V,再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制化成充电容量≤90%额定容量,完成化成,得到电芯E。
实施例6
本实施例提供一种高功率超低温锂离子电池制备方法,包括如下步骤:
步骤abcd与实施例1相同,步骤e化成处理为
1)0.06C小电流恒流充电240min;
2)0.12C充电至3.95V(充电截止电压V1=3.95V),再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制充电容量≤90%额定容量;
3)放置3min,再0.5C放电至2.75V(放电截止电压V2=2.75V);
4)放置3min,再0.06C充电240min后0.12C充电至3.95V,再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制化成充电容量≤90%额定容量,完成化成,得到电芯F。
实施例7
本实施例提供一种高功率超低温锂离子电池制备方法,包括如下步骤:
步骤abcd与实施例1相同,步骤e化成处理为
1)0.05C小电流恒流充电240min;
2)0.1C充电至3.95V(充电截止电压V1=3.95V),再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制充电容量≤90%额定容量;
3)放置3min,再0.2C放电至2.75V(放电截止电压V2=2.75V);
4)放置3min,再0.1C直接充电至3.95V,再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制化成充电容量≤90%额定容量,
5)循环步骤3)-步骤4)4次,完成化成,得到电芯G。
对比例1
同样经过实施例1中步骤abcd,再经过以下步骤e进行化成处理:
1)0.05C小电流恒流充电240min;
2)0.1C充电至3.95V(充电截止电压为3.95V),再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制充电容量≤90%额定容量;
3)放置5min,将电芯转移至40℃恒温箱中保温4h,再在40℃恒温箱中继续二次化成,
4)二次化成为:0.2C放电至2.75V(放电截止电压为2.75V),放置3min,以0.05C充电240min后0.1C充电至3.95V,再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制化成充电容量≤90%额定容量,得到电芯D1。
对比例2
同样经过实施例1中步骤abcd,再经过以下步骤e进行化成处理:
1)0.05C小电流恒流充电240min;
2)0.1C充电至3.95V(充电截止电压为3.95V),再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制充电容量≤90%额定容量;
3)放置5min,将电芯转移至40℃恒温箱中保温8h,再在40℃恒温箱中继续二次化成,
4)二次化成为:0.2C放电至2.75V(放电截止电压为2.75V),放置3min,以0.1C直接充电至3.95V,再以3.95V恒压充电至电流降至0.02C,限制化成充电容量≤90%额定容量,得到电芯D2。
将实施例1-7以及对比例1-2中化成后的电芯进行抽真空,切边等工艺,之后进行为期5天的存放老化。进行分容工艺,分容完成后电芯存放14天,进行性能测试。测试结果如下表1所示。(放电容量比指该条件下放电容量占额定容量的百分比)
表1锂离子单体电芯测试结果
从上表可得实施例1-7和对比例1-2均能够实现-40℃条件下0.5C、1C放电,但实施例2和实施例3、实施例4无法实现-40℃条件下1.5C倍率放电,且实施例2和实施例4无法实现-50℃条件下0.5C倍率放电,主要原因在于体系差异性和化成方式差异性。实施例2、实施例3采用正极体系与其它实施例不同,实施例4无法满足-40℃条件下1.5C倍率放电和低温-50℃条件下0.5C倍率放电的主要原因在于化成方式的差异性,实施例4采用一次化成工艺,低温性能低于多次化成工艺。从实施例1、实施例5-7的放电结果来看,虽然电芯具备-40℃条件下0.5C、1C、1.5C及-50℃条件下0.5C放电能力,但放电容量略有不同,其主要原因与具体化成工艺有关。
对比例1-2均采用了恒温箱进行长时间保温以及在保温箱内二次化成,实施例1和实施例5-7在未采用恒温箱的情况下各条件的放电容量比接近于对比例1,甚至个别条件下还优于对比例1,足以证明本发明方案具有快速、低成本且在-40℃、-50℃下放电性能优越的效果。
从图1可以看出,实施例1制得的电芯A在常温条件下有着良好的倍率性能,常温0.5C、1C、2C均能够放出约100%的额定容量。
从图2可以看出,不同条件下电芯A的低温性能不同,-40℃条件下0.2C能够放出约90%的额定容量;-40℃条件下0.5C能够放出80%左右的额定容量;-40℃条件下1C放出约75%的额定容量;-40℃1.5C放出约65%的额定容量;-50℃条件下0.5C放出约50%的额定容量。说明单体电芯在超低温环境下具有着良好的倍率性能。
由图3循环放电性能图可以看出,单体电芯A在100次循环过程中仍有着良好的循环性能,100次循环仍有95%以上的额定容量。
Claims (10)
1.一种高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将包括正极片、负极片、隔膜、电解液的原材料制备成卷绕式锂离子电芯后进行化成处理,所述化成处理包括如下步骤,
1)0.02C~0.06C恒流充电200~280min;
2)0.08C~0.12C恒流充电至充电截止电压V1,再以充电截止电压V1恒压充电至电流≤0.02C。
2.如权利要求1所述的高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,所述化成处理还包括以下步骤,
3)放置3-10min,再0.1C~0.5C放电至放电截止电压V2;
4)放置3-10min,再以0.02C~0.06C充电200~280min后转0.08C~0.12C充电至充电截止电压V1或以0.08C~0.12C直接充电至充电截止电压V1,然后以充电截止电压V1恒压充电至电流≤0.02C。
3.如权利要求2所述的高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,所述化成处理还包括步骤5),步骤5)为循环步骤3)-步骤4)1-4次。
4.如权利要求1所述的高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,所述正极片由包括如下步骤的方法制备得到:
将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、正极活性物质、正极导电剂按质量比1:(13-30):(20-50):(0.2-1.5)在搅拌罐内混合均匀,保持搅拌分散,再加入适量N-甲基吡咯烷酮调节粘度至4000~10000mPas得到正极浆料,将正极浆料涂覆于铝箔上,辊轧、分条后得到正极片。
5.如权利要求4所述的高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,所述正极导电剂为超级导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种;所述正极活性物质为钴酸锂、镍钴铝酸锂、镍钴锰酸锂中的一种或多种混合,正极浆料的涂布面密度为18-22mg/cm2,所述正极浆料辊压后的压实密度为3.3-4.2g/cm3。
6.如权利要求5所述的高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,所述正极活性物质为钴酸锂时,正极浆料涂布面密度为18-22mg/cm2,压实密度为4.12-4.2g/cm3;
所述正极活性物质为钴酸锂和镍钴铝酸锂混合时,正极浆料涂布面密度为18-22mg/cm2,压实密度为3.7-4.0g/cm3;
所述正极活性物质为镍钴锰酸锂时,正极浆料涂布面密度为18-20mg/cm2,压实密度为3.3-3.5g/cm3。
7.如权利要求1所述的高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,所述负极片由包括如下步骤的方法制备得到:
将聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、石墨、负极导电剂按质量比1:(20-30):(20-30):(0.15-0.4)在搅拌罐内混合均匀,保持搅拌分散,再加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度至4000-9000mPas得到负极浆料,将负极浆料涂覆于铜箔上,辊轧、分条后得到负极片。
8.如权利要求7所述的高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,负极导电剂为超级导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种;负极浆料的涂布面密度为8.5-12mg/cm2,压实密度为1.4-1.7g/cm3。
9.如权利要求1所述的高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,所述电解液由包括溶剂、锂盐溶质、低温性能添加剂、安全性能添加剂的各组分混合得到,
所述溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的一种或多种组成,
所述锂盐溶质为六氟磷酸锂、六氟硼酸锂、二草酸硼酸锂中的一种或多种组成,
所述低温性能添加剂为甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯等链状羧酸酯中的一种或多种组成,
所述安全性能添加剂为一氟代甲基碳酸乙烯酯、二氟代甲基碳酸乙烯酯、三氟代甲基碳酸乙烯酯中的一种或多种组成。
10.如权利要求1所述的高功率超低温锂离子电池制备方法,其特征在于,将正极片、负极片、隔膜、电解液制备成卷绕式锂离子电芯后进行化成处理,所述化成处理包括如下步骤,
1)0.05C恒流充电240min;
2)0.1C充电至充电截止电压V1,再以V1恒压充电至截止电流降至0.02C;
3)放置3-10min,0.2C放电至放电截止电压V2;
4)放置3-10min,以0.05C充电240min后转0.1C充电至充电截止电压V1或以0.1C直接充电至充电截止电压V1,再以充电截止电压V1恒压充电至电流≤0.02C。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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