RU206451U1 - PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON LiNi0.5Mn1.5O4 - Google Patents

PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON LiNi0.5Mn1.5O4 Download PDF

Info

Publication number
RU206451U1
RU206451U1 RU2021112673U RU2021112673U RU206451U1 RU 206451 U1 RU206451 U1 RU 206451U1 RU 2021112673 U RU2021112673 U RU 2021112673U RU 2021112673 U RU2021112673 U RU 2021112673U RU 206451 U1 RU206451 U1 RU 206451U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
positive
electrodes
active mass
negative
current
Prior art date
Application number
RU2021112673U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Архипенко
Артем Михайлович Викулин
Original Assignee
Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия")
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 Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") filed Critical Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия")
Priority to RU2021112673U priority Critical patent/RU206451U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU206451U1 publication Critical patent/RU206451U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy 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)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электрохимической энергетике, в частности к литий-ионным аккумуляторам (ЛИА). Одним из актуальных направлений ЛИА является повышение зарядно-разрядных характеристик аккумуляторов. Повышение зарядного и разрядного напряжения при сохранении пожаровзрывобезопасности аккумулятора за счет выбора материала активных масс и связующего является техническим результатом. Батарея ЛИА содержит двухслойный полимерный корпус с внешним слоем и внутренним слоем, внутри которого размещен электродный блок из положительных и отрицательных электродов, причем отрицательных электродов на один больше, чем положительных, на одной стороне корпуса герметично запаяны токовыводы положительных и отрицательных электродов, состоящих из токовых коллекторов с нанесенной на них активной массой, между электродами расположен трехслойный ПП/ПЭ/ПП сепаратор толщиной 25 мкм, сепаратор пропитан неводным 1,2М электролитом на основе апротонных растворителей, токовые коллекторы электродов приварены к соответствующим токовыводам, положительный токовывод выполнен из алюминия, отрицательный токовывод выполнен из меди с никелевым гальваническим покрытием, отрицательный электрод представляет собой медную фольгу с нанесенной на нее анодной активной массой, состоящей из 90,0-96,0% композитного графита, 1,1-9,2% углерода, связующее - остальное, положительный электрод представляет собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее катодной активной массой, состоящей из 90,0-95,0% LiNi0,5Mn1,5O4шпинели, 0,94-3,0% поливинилиденфторида и 2-9,06% углерода, причем в качестве связующего в анодной активной массе использована смесь анионной полимерной дисперсии 4,8-5,3% и натрий карбоксиметилцеллюлозы 1,5-2%, корпус вакуумирован, электроды выполнены поджатыми с усилием 5-6 МПа. 1 ил.The utility model relates to electrochemical power engineering, in particular to lithium-ion batteries (LIB). One of the topical directions of LIB is to increase the charging and discharging characteristics of batteries. An increase in the charging and discharging voltage while maintaining the fire and explosion safety of the battery due to the choice of the material of the active masses and the binder is a technical result. The LIB battery contains a two-layer polymer case with an outer layer and an inner layer, inside which an electrode block of positive and negative electrodes is placed, and there are one more negative electrodes than positive ones, on one side of the case current leads of positive and negative electrodes, consisting of current collectors, are hermetically sealed. with an active mass applied to them, a three-layer PP / PE / PP separator with a thickness of 25 μm is located between the electrodes, the separator is impregnated with a non-aqueous 1.2 M electrolyte based on aprotic solvents, the current collectors of the electrodes are welded to the corresponding current leads, the positive current lead is made of aluminum, the negative current lead is made made of nickel-plated copper, the negative electrode is a copper foil with an anode active mass deposited on it, consisting of 90.0-96.0% composite graphite, 1.1-9.2% carbon, binder - the rest, positive electrode is alumin foil with a cathode active mass deposited on it, consisting of 90.0-95.0% LiNi0.5Mn1.5O4 spinel, 0.94-3.0% polyvinylidene fluoride and 2-9.06% carbon, and as a binder in the anode active mass used a mixture of anionic polymer dispersion 4.8-5.3% and sodium carboxymethylcellulose 1.5-2%, the body is evacuated, the electrodes are made pressed with a force of 5-6 MPa. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к электрохимической энергетике, в частности к литий-ионным аккумуляторам (ЛИА). Одним из актуальных направлений ЛИА является повышение зарядно-разрядных характеристик аккумуляторов.The utility model relates to electrochemical power engineering, in particular to lithium-ion batteries (LIB). One of the topical directions of LIB is to increase the charging and discharging characteristics of batteries.

Известна конструкция призматического литий-ионного аккумулятора с катодом из кобальтата лития LiCoO2 (патент ПМ RU №143066 опубликовано 10.07.2014 г., МПК Н01М 10/0525, H01M 4/131), включающего в свой состав герметичный корпус с герметично установленными на крышке корпуса положительным алюминиевым и отрицательным медным токовыводами и предохранительным клапаном, электродный блок, состоящий из катода и анода, разделенных сепаратором, пропитанным электролитом, при этом, корпус выполнен металлическим, предохранительный клапан состоит из медной фольги, герметизированной при помощи прокладок из резины, стойкой к электролиту, анод, представляющий собой медную фольгу с нанесенной на нее активной массой, состоящей из графита, поливинилиденфторида и углерода при следующем соотношении компонентов, мас. %: графит - 90,0-96,0; поливинилиденфторид 0,7-2,9 - углерод - остальное, катод, представляющий собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее активной массой, состоящей из кобальтата лития - LiCoO2 поливинилиденфторида, проводящего графита и углерода при следующем соотношении компонентов, мас. %: LiCoO2 -0,0-94,0, поливинилиденфторид - 0,8-3,0, проводящий графит - 0,5-2,0, углерод - остальное.The known design of a prismatic lithium-ion battery with a cathode of lithium cobaltate LiCoO 2 (patent PM RU No. 143066 published on July 10, 2014, IPC H01M 10/0525, H01M 4/131), which includes a sealed case with hermetically installed on the cover housings with positive aluminum and negative copper current leads and a safety valve, an electrode block consisting of a cathode and an anode separated by a separator impregnated with electrolyte, while the case is made of metal, the safety valve consists of copper foil sealed with rubber gaskets, resistant to electrolyte , the anode, which is a copper foil coated with an active mass consisting of graphite, polyvinylidene fluoride and carbon with the following ratio of components, wt. %: graphite - 90.0-96.0; polyvinylidene fluoride 0.7-2.9 - carbon - the rest, the cathode, which is an aluminum foil with an active mass deposited on it, consisting of lithium cobaltate - LiCoO 2 polyvinylidene fluoride, conductive graphite and carbon with the following ratio of components, wt. %: LiCoO 2 -0.0-94.0, polyvinylidene fluoride - 0.8-3.0, conductive graphite - 0.5-2.0, carbon - the rest.

Известен призматический литий-ионный аккумулятор (ЛИА) в полимерной упаковке (патент ПМ RU №143064, опубликовано 10.07.2014, МПК Н01М 10/0525, Н01М 4/131), содержащий многослойный (двухслойный) полимерный корпус с герметично запаянными токовыводами положительных и отрицательных электродов, внутри которого размещен электродный блок из положительных и отрицательных электродов, состоящих из токовых коллекторов с нанесенной на них активной массой, между электродами расположен сепаратор, пропитанный электролитом, токовые коллекторы электродов приварены к соответствующим токовыводам, положительный токовывод выполнен из алюминия, отрицательный токовывод выполнен из меди, токовыводы расположены на одной стороне корпуса, отрицательный электрод представляет собой медную фольгу с нанесенной на нее анодной активной массой, состоящей из графита, поливинилиденфторида и углерода при следующем соотношении компонентов, мас. %: 90,0-96,0 графит, 0,8-2,9 поливинилиденфторид, углерод - остальное, положительный электрод представляет собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее катодной активной массой, состоящей из кобальтата лития, поливинилиденфторида и углерода при следующем соотношении компонентов, мас. %: 90,0-95,0 кобальтат лития, 0,94-3,0 поливинилиденфторид, углерод - остальное.Known prismatic lithium-ion battery (LIB) in polymer packaging (patent PM RU No. 143064, published 10.07.2014, IPC H01M 10/0525, H01M 4/131), containing a multilayer (two-layer) polymer case with hermetically sealed current leads of positive and negative electrodes, inside which there is an electrode block of positive and negative electrodes, consisting of current collectors with an active mass applied to them, a separator impregnated with electrolyte is located between the electrodes, the current collectors of the electrodes are welded to the corresponding current leads, the positive current lead is made of aluminum, the negative current lead is made of copper, current leads are located on one side of the case, the negative electrode is a copper foil with an anode active mass deposited on it, consisting of graphite, polyvinylidene fluoride and carbon with the following ratio of components, wt. %: 90.0-96.0 graphite, 0.8-2.9 polyvinylidene fluoride, carbon - the rest, the positive electrode is an aluminum foil coated with a cathode active mass consisting of lithium cobaltate, polyvinylidene fluoride and carbon in the following ratio of components , wt. %: 90.0-95.0 lithium cobaltate, 0.94-3.0 polyvinylidene fluoride, carbon - the rest.

Известен призматический литий-ионный аккумулятор с катодом из литий-железофосфата LiFePO4 (патент ПМ RU 143065, опубликовано 10.07.2014 г., МПК Н01М 10/0525) включающий включает герметичный корпус с герметично установленными на крышке корпуса положительным алюминиевым и отрицательным медным токовыводами и предохранительным клапаном, электродный блок, состоящий из катода и анода, разделенных сепаратором, пропитанным электролитом, при этом, корпус выполнен металлическим, предохранительный клапан состоит из медной фольги, герметизированной при помощи прокладок из резины, стойкой к электролиту, анод, представляющий собой медную фольгу с нанесенной на нее активной массой, состоящей из графита, углерода, поливинилиденфторида при следующем соотношении компонентов, мас. %: графит - 90,0-94,0, поливинилиденфторид - 0,8-2,9, углерод - остальное. Катод, представляющий собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее активной массой, состоящей из литий железо фосфата LiFePO4, поливинилиденфторида, углерода, проводящего графита при следующем соотношении компонентов, мас. %: LiFePO4 - 90,0-93,0, поливинилиденфторид - 0,94-3,0, проводящий графит - 0,5-2,0, углерод - остальное.Known prismatic lithium-ion battery with a cathode of lithium iron phosphate LiFePO 4 (patent PM RU 143065, published on July 10, 2014, IPC N01M 10/0525) includes a sealed case with a hermetically installed on the case cover positive aluminum and negative copper current leads and a safety valve, an electrode block consisting of a cathode and an anode separated by a separator impregnated with electrolyte, while the body is made of metal, the safety valve consists of copper foil sealed with rubber gaskets, resistant to electrolyte, anode, which is a copper foil with applied to it with an active mass consisting of graphite, carbon, polyvinylidene fluoride with the following ratio of components, wt. %: graphite - 90.0-94.0, polyvinylidene fluoride - 0.8-2.9, carbon - the rest. The cathode is an aluminum foil coated with an active mass consisting of lithium iron phosphate LiFePO 4 , polyvinylidene fluoride, carbon, conductive graphite with the following ratio of components, wt. %: LiFePO 4 - 90.0-93.0, polyvinylidene fluoride - 0.94-3.0, conductive graphite - 0.5-2.0, carbon - the rest.

Известен призматический литий-ионный аккумулятор с катодом на основе LiMn2O4 (патент ПМ RU №200108, опубликован 07.10.2020 г., МПК Н01М 10/052, Н01М 10/0585, СПК Н01М 10/052, Н01М 10/0585, принят за прототип) содержащий в своем составе двухслойный полимерный корпус с внешним слоем и внутренним слоем, внутри которого размещен электродный блок из положительных и отрицательных электродов, причем отрицательных электродов на один больше, чем положительных, на одной стороне корпуса герметично запаяны токовыводы положительных и отрицательных электродов, состоящих из токовых коллекторов с нанесенной на них активной массой, между электродами расположен полиэтиленовый сепаратор толщиной 16 мкм с нанесенным на него с двух сторон керамическим пористым покрытием толщиной 2 мкм, сепаратор пропитан неводным электролитом, токовые коллекторы электродов приварены к соответствующим токовыводам, положительный токовывод выполнен из алюминия, отрицательный токовывод выполнен из меди с никелевым гальваническим покрытием, отрицательный электрод представляет собой медную фольгу с нанесенной на нее анодной активной массой, состоящей из 90,0-96,0% графита, 1,1-9,2% углерода, связующее - остальное, положительный электрод представляет собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее катодной активной массой, состоящей из 90,0-95,0% литий-марганцевой шпинели, 0,94-3,0% поливинилиденфторида и 2-9,06% углерода, причем в качестве связующего в анодной активной массе использована смесь анионной полимерной дисперсии 4,8-5,3% и натрий карбоксиметилцеллюлозы 1,5-2%, корпус вакуумирован, электроды выполнены поджатыми с усилием 5-6 МПа.Known prismatic lithium-ion battery with a cathode based on LiMn 2 O 4 (patent PM RU No. 2008, published on 07.10.2020, IPC H01M 10/052, H01M 10/0585, SPK H01M 10/052, H01M 10/0585, taken as a prototype) containing a two-layer polymer case with an outer layer and an inner layer, inside of which an electrode block of positive and negative electrodes is placed, and there are one more negative electrodes than positive ones, on one side of the case current leads of positive and negative electrodes are hermetically sealed consisting of current collectors with an active mass applied to them, a 16 μm thick polyethylene separator with a 2 μm thick ceramic porous coating applied to it on both sides is located between the electrodes, the separator is impregnated with a non-aqueous electrolyte, the current collectors of the electrodes are welded to the corresponding current leads, a positive current lead is made made of aluminum, negative current terminal is made of nickel-plated copper The negative electrode is a copper foil with an anode active mass deposited on it, consisting of 90.0-96.0% graphite, 1.1-9.2% carbon, a binder is the rest, the positive electrode is an aluminum foil with a cathode active mass deposited on it, consisting of 90.0-95.0% lithium-manganese spinel, 0.94-3.0% polyvinylidene fluoride and 2-9.06% carbon, and a mixture of anionic polymer dispersion 4.8-5.3% and sodium carboxymethylcellulose 1.5-2%, the body is evacuated, the electrodes are made pressed with a force of 5-6 MPa.

Недостатком вышеуказанных полезных моделей являются невысокое диапазон зарядно-разрядного рабочего напряжение, которые возникают в связи с применением в качестве основного материала положительного электрода - литий-кобальта диоксида, литий-железофосфата, литий-марганцевой шпинели. Так стандартный диапазон рабочего напряжения для аккумуляторов на основе литий-кобальта диоксида, литий-марганцевой шпинели составляет в среднем от 4,2 В до 3,0 В. Для литий-железофосфата данный диапазон еще ниже и составляет от 3,65 В до 2,5 В.The disadvantage of the above utility models is the low range of the charge-discharge operating voltage, which arise in connection with the use of a positive electrode as the main material - lithium-cobalt dioxide, lithium-iron phosphate, lithium-manganese spinel. So the standard operating voltage range for batteries based on lithium-cobalt dioxide, lithium-manganese spinel is on average from 4.2 V to 3.0 V. For lithium iron phosphate, this range is even lower and is from 3.65 V to 2, 5 B.

Предлагаемая полезная модель является вариантом решения этого недостатков.The proposed utility model is a solution to this disadvantage.

Техническим результатом полезной модели является повышение зарядного и разрядного напряжения литий-ионного аккумулятора, который составляет от при заряде 4,7 В до при разряде 3,5 В, с сохранением его пожаровзрывобезопасностных характеристик.The technical result of the utility model is to increase the charging and discharging voltage of the lithium-ion battery, which ranges from 4.7 V at charge to 3.5 V at discharge, while maintaining its fire and explosion safety characteristics.

Указанный технический результат достигается предлагаемой конструкцией ЛИА.The specified technical result is achieved by the proposed LIB design.

Призматический литий-ионный аккумулятор содержит двухслойный полимерный корпус с внешним слоем и внутренним слоем, внутри которого размещен электродный блок из положительных и отрицательных электродов, причем, отрицательных электродов на один больше, чем положительных, на одной стороне корпуса герметично запаяны токовыводы положительных и отрицательных электродов, состоящих из токовых коллекторов с нанесенной на них активной массой, между электродами расположен трехслойный ПП/ПЭ/ПП сепаратор толщиной 25 мкм, сепаратор пропитан неводным 1,2М электролитом на основе апротонных растворителей, токовые коллекторы электродов приварены к соответствующим токовыводам ультразвуковой сваркой, положительный токовывод выполнен из алюминия, отрицательный токовывод выполнен из меди с никелевым гальваническим покрытием, отрицательный электрод представляет собой медную фольгу с нанесенной на нее анодной активной массой, состоящей из 90,0-96,0% композитного графита, 1,1-9,2% углерода, связующее - остальное, положительный электрод представляет собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее катодной активной массой, состоящей из 90,0-95,0% LiNi0,5Mn1,5O4 шпинели, 0,94-3,0% поливинилиденфторида и 2-9,06% углерода, причем в качестве связующего в анодной активной массе использована смесь анионной полимерной дисперсии 4,8-5,3% и натрий карбоксиметилцеллюлозы 1,5-2%, корпус вакуумирован, электроды выполнены поджатыми с усилием 5-6 МПа.A prismatic lithium-ion battery contains a two-layer polymer case with an outer layer and an inner layer, inside which there is an electrode block made of positive and negative electrodes, moreover, there are one more negative electrodes than positive ones, on one side of the case the current leads of the positive and negative electrodes are hermetically sealed, consisting of current collectors with an active mass deposited on them, a three-layer PP / PE / PP separator with a thickness of 25 μm is located between the electrodes, the separator is impregnated with a non-aqueous 1.2M electrolyte based on aprotic solvents, the current collectors of the electrodes are welded to the corresponding current leads by ultrasonic welding, a positive current lead is made made of aluminum, the negative current terminal is made of copper with a nickel galvanized coating, the negative electrode is a copper foil coated with an anode active mass consisting of 90.0-96.0% composite graphite, 1.1-9.2% carbon, binder - rest oe, the positive electrode is an aluminum foil coated with a cathode active mass consisting of 90.0-95.0% LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 spinel, 0.94-3.0% polyvinylidene fluoride and 2- 9.06% carbon, and a mixture of anionic polymer dispersion 4.8-5.3% and sodium carboxymethylcellulose 1.5-2% was used as a binder in the anode active mass, the body was evacuated, the electrodes were pressed with a force of 5-6 MPa.

Повышение зарядных и разрядных напряжений достигается за счет применения высоковольтной LiNi0,5Mn1,5O4 шпинели в составе электродных масс положительных электродов, композитного графита в составе отрицательного электрода, 1,2М неорганического электролита на основе апротонных растворителей. Для улучшения взрывопожарозащищенности в составе аккумулятора используется трехслойный ПП/ПЭ/ПП сепаратор толщиной 25 мкм.An increase in charging and discharge voltages is achieved through the use of high-voltage LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 spinel in the composition of the electrode masses of positive electrodes, composite graphite in the composition of the negative electrode, 1.2 M inorganic electrolyte based on aprotic solvents. To improve explosion and fire resistance, a three-layer PP / PE / PP separator with a thickness of 25 microns is used in the battery.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, описанием конструкции и примером практической реализации аккумулятора.The essence of the utility model is illustrated by drawings, a description of the structure and an example of the practical implementation of a battery.

На фиг. 1 представлен эскиз конструкции призматического литий-ионного аккумулятора с необходимыми местными разрезами.FIG. 1 shows a sketch of the construction of a prismatic lithium-ion battery with the necessary local sections.

На фигуре представленоThe figure shows

1 - положительный электрод;1 - positive electrode;

2 - отрицательный электрод;2 - negative electrode;

3 - трехслойный сепаратор ПП/ПЭ/ПП;3 - three-layer separator PP / PE / PP;

4 - двухслойный полимерный корпус;4 - two-layer polymer body;

5 - отрицательный токовывод;5 - negative current output;

6 - положительный токовывод;6 - positive current output;

7 - токовый коллектор отрицательного электрода;7 - current collector of the negative electrode;

8 - токовый коллектор положительного электрода;8 - current collector of the positive electrode;

9 - гермитизирующая лента токовыводов.9 - sealing tape of current leads.

Призматический литий-ионный аккумулятор состоит из блока электродов включающих 33 шт. положительных электродов 1, представляющих собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее катодной активной массой состоящей из 90,0-95,0% LiNi0,5 Mn1,5О4 шпинели, 0,94-3,0% поливинилиденфторида и 2-9,06% углерода и 34 шт. отрицательных электродов 2 представляющих собой медную фольгу с нанесенной на нее анодной активной массой, состоящей из 90,0-96,0% композитного графита, 1,1-9,2% углерода, связующее - остальное, в качестве связующего в анодной активной массе использована смесь анионной полимерной дисперсии 4,8-5,3% и натрий карбоксиметилцеллюлозы 1,5-2%, между электродами расположен трехслойный ПП/ПЭ/ПП сепаратор толщиной 25 мкм 3 пропитанный неводным 1,2М апротонным электролитом, блок электродов уложен в двухслойный полимерный корпус 4, токовые коллекторы 7 приварены ультразвуковой сваркой к отрицательному токовыводу 5, выполненному из меди с никелевым гальваническим покрытием, токовые коллекторы 8 приварены ультразвуковой сваркой к положительному токовыводу 6, выполненному из алюминия, токовыводы расположены на одной стороне корпуса, корпус вакуумирован с поджатием электродов усилием 5-6 МПа, стороны корпуса термически запаяны, в месте выхода токовыводов герметичность обеспечена за счет использования герметизирующей ленты токовыводов 9.The prismatic lithium-ion battery consists of a 33-piece electrode block. positive electrodes 1, which are aluminum foil coated with a cathode active mass consisting of 90.0-95.0% LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 spinel, 0.94-3.0% polyvinylidene fluoride and 2-9 , 06% carbon and 34 pcs. negative electrodes 2, which are copper foil with an anode active mass deposited on it, consisting of 90.0-96.0% composite graphite, 1.1-9.2% carbon, a binder is the rest, as a binder in the anode active mass a mixture of anionic polymer dispersion 4.8-5.3% and sodium carboxymethyl cellulose 1.5-2% case 4, current collectors 7 are ultrasonically welded to negative current lead 5 made of nickel-plated copper, current collectors 8 are ultrasonically welded to positive current lead 6 made of aluminum, current leads are located on one side of the case, the case is evacuated by pressing the electrodes by force 5-6 MPa, the sides of the case are thermally sealed, in the place where the current leads exit, the tightness is ensured by using sealing tape of current leads 9.

Пример реализации полезной модели. Были изготовлены 5 образцов литий-ионных аккумуляторов емкостью не менее 21 А⋅ч. Состав одного аккумулятора включает 33 шт. положительных электрода размером 264,0×51,5 мм и толщиной 0,125 мм, 34 шт. отрицательных электродов размером 265,0×52,0 мм. Электроды разделены между собой пористым трехслойным ПП/ПЭ/ПП сепаратором толщиной 25 мкм. В качестве электролита использовался 1,2М электролит на основе апротонных растворителей в количестве (67,0±0,2) г. в каждом аккумуляторе. Электролит заливался в осушенной среде, с температурой выпадения точки росы минус 60°С. Полимерный корпус заваривался термическим способом, с предварительной вакуумацией и поджатием усилием 5-6 мПа.An example of the implementation of a utility model. Were made 5 samples of lithium-ion batteries with a capacity of at least 21 Ah. The composition of one battery includes 33 pcs. positive electrodes 264.0 × 51.5 mm in size and 0.125 mm thick, 34 pcs. negative electrodes measuring 265.0 × 52.0 mm. The electrodes are separated by a porous three-layer PP / PE / PP separator 25 µm thick. As an electrolyte, we used a 1.2 M electrolyte based on aprotic solvents in an amount of (67.0 ± 0.2) g in each battery. The electrolyte was poured in a dry environment with a dew point temperature of minus 60 ° C. The polymer body was thermally welded, with preliminary vacuum and compression with a force of 5-6 MPa.

В ходе испытаний при нормальных климатических условиях током 0,2С разрядная емкость аккумулятора составила не менее 21000 мА⋅ч, при этом конечное напряжение при заряде достигало 4,7 В, при разряде 3,5 В, при этом габаритные размеры и внешний вид аккумуляторов не изменился.During tests under normal climatic conditions with a current of 0.2C, the discharge capacity of the battery was at least 21000 mAh, while the final voltage during charging reached 4.7 V, with a discharge of 3.5 V, while the overall dimensions and appearance of the batteries were not has changed.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что предлагаемая полезная модель может быть реализована на практике с достижением заявленного технического результата.Based on the foregoing, it can be concluded that the proposed utility model can be implemented in practice with the achievement of the claimed technical result.

Claims (1)

Призматический литий-ионный аккумулятор, содержащий в своем составе двухслойный полимерный корпус с внешним слоем и внутренним слоем, внутри которого размещен электродный блок из положительных и отрицательных электродов, причем отрицательных электродов на один больше, чем положительных, на одной стороне корпуса герметично запаяны токовыводы положительных и отрицательных электродов, состоящих из токовых коллекторов с нанесенной на них активной массой, между электродами расположен полиэтиленовый сепаратор толщиной 16 мкм с нанесенным на него с двух сторон керамическим пористым покрытием толщиной 2 мкм, сепаратор пропитан неводным электролитом, токовые коллекторы электродов приварены к соответствующим токовыводам, положительный токовывод выполнен из алюминия, отрицательный токовывод выполнен из меди с никелевым гальваническим покрытием, отрицательный электрод представляет собой медную фольгу с нанесенной на нее анодной активной массой, состоящей из 90,0-96,0% графита, 1,1-9,2% углерода, связующее - остальное, положительный электрод представляет собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее катодной активной массой, состоящей из 90,0-95,0% литий-марганцевой шпинели, 0,94-3,0% поливинилиденфторида и 2-9,06% углерода, причем в качестве связующего в анодной активной массе использована смесь анионной полимерной дисперсии 4,8-5,3% и натрий карбоксиметилцеллюлозы 1,5-2%, корпус вакуумирован, электроды выполнены поджатыми с усилием 5-6 МПа, отличающийся тем, что между электродами расположен трехслойный ПП/ПЭ/ПП сепаратор толщиной 25 мкм, сепаратор пропитан неводным 1,2М электролитом на основе апротонных растворителей, токовые коллекторы электродов приварены к соответствующим токовыводам ультразвуковой сваркой, положительный токовывод выполнен из алюминия, отрицательный токовывод выполнен из меди с никелевым гальваническим покрытием, отрицательный электрод представляет собой медную фольгу с нанесенной на нее анодной активной массой, состоящей из 90,0-96,0% композитного графита, 1,1-9,2% углерода, связующее - остальное, положительный электрод представляет собой алюминиевую фольгу с нанесенной на нее катодной активной массой, состоящей из 90,0-95,0% LiNi0,5Mn1,5O4 шпинели, 0,94-3,0% поливинилиденфторида и 2-9,06% углерода, причем в качестве связующего в анодной активной массе использована смесь анионной полимерной дисперсии 4,8-5,3% и натрий карбоксиметилцеллюлозы 1,5-2%, корпус вакуумирован, электроды выполнены поджатыми с усилием 5-6 МПа.A prismatic lithium-ion battery containing a two-layer polymer case with an outer layer and an inner layer, inside of which an electrode block of positive and negative electrodes is located, with one more negative electrodes than positive ones, on one side of the case, the current leads of positive and negative electrodes, consisting of current collectors with an active mass applied to them, a 16 μm thick polyethylene separator with a 2 μm thick ceramic porous coating applied to it on both sides, the separator is impregnated with a non-aqueous electrolyte, the electrode current collectors are welded to the corresponding current leads, positive the current output is made of aluminum, the negative current output is made of copper with a nickel galvanized coating, the negative electrode is a copper foil with an anode active mass deposited on it, consisting of 90.0-96.0% graphite, 1.1-9.2% carbon , with knitting - the rest, the positive electrode is an aluminum foil with a cathode active mass deposited on it, consisting of 90.0-95.0% lithium-manganese spinel, 0.94-3.0% polyvinylidene fluoride and 2-9.06% carbon , and as a binder in the anode active mass used is a mixture of anionic polymer dispersion 4.8-5.3% and sodium carboxymethylcellulose 1.5-2%, the body is evacuated, the electrodes are made pressed with a force of 5-6 MPa, characterized in that between a three-layer PP / PE / PP separator with a thickness of 25 μm is located with electrodes, the separator is impregnated with a non-aqueous 1.2 M electrolyte based on aprotic solvents, the current collectors of the electrodes are welded to the corresponding current leads by ultrasonic welding, the positive current lead is made of aluminum, the negative current lead is made of copper with a nickel galvanized coating , the negative electrode is a copper foil with an anode active mass deposited on it, consisting of 90.0-96.0% of composite graphite, 1.1-9.2% carbon, the rest is the binder, the positive electrode is an aluminum foil coated with a cathode active mass consisting of 90.0-95.0% LiNi0.5Mn1.5O4 spinels, 0.94-3.0% polyvinylidene fluoride and 2-9.06% carbon, and a mixture of anionic polymer dispersion 4.8-5.3% was used as a binder in the anode active mass and sodium carboxymethylcellulose 1.5-2%, the body is evacuated, the electrodes are made pressed with a force of 5-6 MPa.
RU2021112673U 2021-04-29 2021-04-29 PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON LiNi0.5Mn1.5O4 RU206451U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021112673U RU206451U1 (en) 2021-04-29 2021-04-29 PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON LiNi0.5Mn1.5O4

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021112673U RU206451U1 (en) 2021-04-29 2021-04-29 PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON LiNi0.5Mn1.5O4

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU206451U1 true RU206451U1 (en) 2021-09-13

Family

ID=77746139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021112673U RU206451U1 (en) 2021-04-29 2021-04-29 PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON LiNi0.5Mn1.5O4

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU206451U1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU143065U1 (en) * 2014-03-13 2014-07-10 Черепанов Владимир Борисович PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A LITHIUM CATHODE OF IRON PHOSPHATE LiFePO4.
RU143066U1 (en) * 2014-03-13 2014-07-10 Черепанов Владимир Борисович PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE FROM LITHIUM COBALTATE LiCoO2
RU184728U1 (en) * 2018-08-20 2018-11-07 Черепанов Владимир Борисович PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON NICKEL-Manganese-COBALT OF LITHIUM OXIDE (LiNi1 / 3Mn1 / 3Co1 / 3O2)
CN109818044A (en) * 2019-01-25 2019-05-28 江苏润寅石墨烯科技有限公司 A kind of graphene lithium battery positive and negative anodes proportioning process
RU2705925C1 (en) * 2018-12-06 2019-11-12 Валерий Александрович Чернышов Steam generator
RU200108U1 (en) * 2020-06-26 2020-10-07 Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON LiMn2O4

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU143065U1 (en) * 2014-03-13 2014-07-10 Черепанов Владимир Борисович PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A LITHIUM CATHODE OF IRON PHOSPHATE LiFePO4.
RU143066U1 (en) * 2014-03-13 2014-07-10 Черепанов Владимир Борисович PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE FROM LITHIUM COBALTATE LiCoO2
RU184728U1 (en) * 2018-08-20 2018-11-07 Черепанов Владимир Борисович PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON NICKEL-Manganese-COBALT OF LITHIUM OXIDE (LiNi1 / 3Mn1 / 3Co1 / 3O2)
RU2705925C1 (en) * 2018-12-06 2019-11-12 Валерий Александрович Чернышов Steam generator
CN109818044A (en) * 2019-01-25 2019-05-28 江苏润寅石墨烯科技有限公司 A kind of graphene lithium battery positive and negative anodes proportioning process
RU200108U1 (en) * 2020-06-26 2020-10-07 Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON LiMn2O4

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111129502B (en) Negative pole piece and secondary battery
CN100502139C (en) Cylindrical lithium secondary battery
CA2245048C (en) Method of preparing lithium ion polymer battery
WO2006112243A1 (en) Rectangular lithium secondary battery
US20210249650A1 (en) Negative electrode sheet and secondary battery
US11349151B2 (en) All-solid-state lithium battery and preparation method thereof
JP2014044895A (en) Electrolyte-negative electrode structure and lithium ion secondary battery including the same
CN102487151B (en) Lithium ion secondary battery
US20040234856A1 (en) Lithium ion secondary battery
US20240128601A1 (en) Electrode piece, rolled core and battery
CN212907803U (en) Lithium ion battery with high-rate charge and discharge
JP3938442B2 (en) Non-aqueous secondary battery
WO2021108994A1 (en) Secondary battery and device containing same
CN113451586A (en) Electrode plate of secondary battery, secondary battery and preparation method of secondary battery
CN111864252A (en) Secondary battery device
CN114976263A (en) Solid-state battery with integrated positive electrode and electrolyte and preparation method thereof
RU200108U1 (en) PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON LiMn2O4
JP3916116B2 (en) Non-aqueous secondary battery
CN110364681A (en) A kind of based lithium-ion battery positive plate of the high security of triple protection
JP2013114920A (en) Lithium sulfur battery
JP7246196B2 (en) All-solid lithium secondary battery
RU206451U1 (en) PRISMATIC LITHIUM-ION BATTERY WITH A CATHODE BASED ON LiNi0.5Mn1.5O4
JPH11126600A (en) Lithium ion secondary battery
CN111834626B (en) All-solid-state battery
JP2019212571A (en) Secondary battery