一種使用壽命長的大容量鋰電池的製造方法
2023-06-25 15:15:31
專利名稱：：一種使用壽命長的大容量鋰電池的製造方法
技術領域：
：本發明涉及鋰聚合物可充電池及生產方法。
背景技術：
：現有已經公開發表或使用的大容量鋰聚合物可充電池的製造方法和技術中材料體系的選擇對電池壽命至關重要。磷酸鐵鋰電池，具有較低的電壓平臺，導致電池組的輸出功率較低，加上其加工較為複雜成本較高，很難在近期形成規模化生產；三元材料，較低的電壓平臺及其安全特性仍難為客戶所接受。錳酸鋰電壓平臺高，成本低，但其較低的克比容量，高溫的循環特性差等缺點，限制了其在動力電池上較好的使用，
發明內容本發明的目的是提供一種使用壽命長的大容量鋰電池的製造方法。本發明具體採用的技術方案包括如下步驟1、正極極片的製備按下述重量配比的原材料混合後，製備正極漿料，具體過程如下錳酸鋰37.2%-55.8%、鎳鈷錳酸鋰(三元)55.8%-37.2%、導電劑3.8%-4.2%、粘結劑2.8%-3.2%，和佔上述固體重量的55%的溶劑。將上述重量配比的材料混合後以聚偏二氟乙烯(PVDF)為粘結劑、N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑通過捏合、攪拌製成正極漿料，將正極漿料均勻的塗在鋁箔上，通過烘乾，輥壓，裁切製成符合工藝要求尺寸的極片。2、負極極片的製備按下述重量配比的原材料混合後，製備負極極片，具體過程如下石墨89%_90%、導電炭黑4.5%_5.5%、粘結劑5%_6%。和佔上述固體重量的30%的溶劑上述材料是以聚偏二氟乙烯(PVDF)為粘結劑、N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑通過捏合、攪拌製成負極漿料，將負極漿料均勻的塗在銅箔上，通過烘乾，輥壓，裁切製成符合工藝要求尺寸的極片。3、電池裝配將做好的極片通過自動巻繞機巻成巻芯，再將兩個巻芯極耳焊接在一起，形成內部並聯的雙巻芯結構，用鋁塑複合膜包裝後進行熱封。4、注液、封口、化成，化成是對電池進行小電流充放電一次，來激活電池將封好口的電池注入50-55g低溫電解液鋰六氟磷酸鹽，再對電池的第三邊進行封口。封好口的電池45度擱置24h後進行化成。5、檢測/組合化成後的電池進行容量分選，將電池按一定範圍的電壓內阻、容量進行串並聯組合，組裝成適用的大功率電池組。本發明產品測試結果如下測試項目倍率放電測試型號8045135額定容量5000mAh數量2PCS產品批號NO.1為0.lmm原銅鍍鎳極耳NO.2為0.15mm原銅鍍鎳極耳〃測試條件溫度25±5°C(常溫)相對溼度45%-85%儀器設備FULK179、內阻測試儀、二次電池電性能檢測裝置.測試方法1、以0.5C恆流恆壓充電，當電芯端電壓達到充電限制電壓時改為恆壓充電，直到充電電流小於或等於0.OlCmA時停止充電；2、擱置5min後，用5C的電流放電到放電終止電壓3.0V/2.75V。測試結果如下表tableseeoriginaldocumentpage4放電曲線見附圖2-5判定標準1、0.3C放電電容量為電池的額定容量。2、5C(mA)放電容量^90%X標稱容量(5000mAh)。判定結果由以上的測試結果可以看出，此批電池5C放電到3.OV時，有IPCS容量不合格，放電到2.75V，試驗的2PCS放電容量均合格。本發明一種新的能兼顧幾種材料好的特性的材料，通過三元與改性錳酸鋰按一定的比例混合製作正極漿料，以中間相碳微球為負極，低溫電解液及淺充淺放的充放電制式提高電池的循環特性。這種新型體系電池的運用，可使電池循環1000周，保持80%的容量。對發展動力汽車意義重大，也將極大的促進國家發展新型的綠色能源規劃。本發明產品採用了特殊的材料配方及製作工藝，有高安全性、低成本和長壽命的優點，可用於各種大容量和高功率設備，包括電動自行車，電動摩託車，電動汽車，衛星通迅機，無人駕駛飛機等。附圖1為本發明電池結構示意圖；附圖2為本發明電池放電曲線圖之一；附圖3為本發明電池放電曲線圖之二；附圖4為本發明電池放電曲線圖之三；附圖5為本發明電池放電曲線圖之四。具體實施例本發明一種提升大容量鋰聚合物可充電池壽命的製造方法包括如下步驟1、正極極片的製備按下述重量配比的原材料混合後，製備正極漿料，具體過程如下錳酸鋰48%、鎳鈷錳酸鋰(三元)45%、導電炭黑3.8%、粘結劑3.2%，和佔上述固體重量的55%的溶劑。將上述重量配比的材料混合後以聚偏二氟乙烯(PVDF)為粘結劑、N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑通過捏合、攪拌製成正極漿料，將正極漿料均勻的塗在鋁箔上，通過烘乾，輥壓，裁切製成符合工藝要求尺寸的極片。2、負極極片的製備按下述重量配比的原材料混合後，製備負極極片，具體過程如下石墨89%、導電炭黑作為導電劑5%、粘結劑6%。和佔上述固體重量的30%的溶劑上述材料是以聚偏二氟乙烯(PVDF)為粘結劑、N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑通過捏合、攪拌製成負極漿料，將負極漿料均勻的塗在銅箔上，通過烘乾，輥壓，裁切製成符合工藝要求尺寸的極片。3、電池裝配將做好的極片通過自動巻繞機巻成巻芯，再將兩個巻芯極耳焊接在一起，形成內部並聯的雙巻芯結構，用N408鋁塑複合膜包裝後進行熱封。4、注液、封口、化成，化成是對電池進行小電流充放電一次，來激活電池將封好口的電池注入50-55g低溫電解液鋰六氟磷酸鹽，再對電池的第三邊進行封口。封好口的電池45度擱置24h後進行化成。5、檢測/組合化成後的電池進行容量分選，將電池按一定範圍的電壓內阻、容量進行串並聯組合，組裝成適用的大功率電池組。本發明本材料體系，即正極用錳酸鋰與鎳鈷錳酸鋰(三元)按5:5混合，負極選用中間相炭微球，使用低溫超導電解液，解決了錳酸鋰循環衰減大，三元電壓平臺低的缺陷，使電池有了高安全性及長的循環壽命。如圖1所示，將制好的極片巻繞成巻芯1和巻芯2，用終止膠帶將兩個巻芯纏繞起來，將巻芯2的鋁帶與巻芯1的極耳4和5分別進行焊接，再將兩個極耳進行彎折，極耳5的位置剛好在兩個巻芯的中間位置，適合於鋁塑複合膜頂邊的封口，兩個巻芯內部並聯組合成雙巻芯結構，使單體電池有了高的容量輸出及較低的成本。用印刷N408鋁塑複合膜，使包裝膜耐電解質密封性能的穩定，極耳周邊的填埋密封性能的提高，內層潤滑性能的提高而致使衝壓成型的穩定性等有效實現。本發明電池淺充淺放的制式為充電0.5C恆流恆壓充電到4.15V，截止電流0.02C;放電0.5C恆流放電至3.3V。按以上制式進行循環，循環1000周，容量保持80%以上。本發明產品的使用過程或方式。製成後的單體電池，通過串並聯的組合方式製成大功率輸出電池組，電池組通過5充電電壓及放電電壓的控制達到一種淺充淺放的充放電制式，使電池具有較長的循環壽命，一組電池可滿足客戶使用7-10年的時間。權利要求一種使用壽命長的大容量鋰電池的製造方法，其特徵在於本發明具體採用的技術方案包括如下步驟(1)、正極極片的製備按下述重量配比的原材料混合後，製備正極漿料，具體過程如下錳酸鋰37.2％-55.8％、鎳鈷錳酸鋰(三元)55.8％-37.2％、導電劑3.8％-4.2％、粘結劑2.8％-3.2％，和佔上述固體重量的55％的溶劑；將上述重量配比的材料混合後以聚偏二氟乙烯(PVDF)為粘結劑、N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑通過捏合、攪拌製成正極漿料，將正極漿料均勻的塗在鋁箔上，通過烘乾，輥壓，裁切製成符合工藝要求尺寸的極片；(2)、負極極片的製備按下述重量配比的原材料混合後，製備負極極片，具體過程如下石墨89％-90％、導電炭黑4.5％-5.5％、粘結劑5％-6％。和佔上述固體重量的30％的溶劑上述材料是以聚偏二氟乙烯(PVDF)為粘結劑、N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑通過捏合、攪拌製成負極漿料，將負極漿料均勻的塗在銅箔上，通過烘乾，輥壓，裁切製成極片；(3)、電池裝配將做好的極片捲成卷芯，再將兩個卷芯極耳焊接在一起，形成內部並聯的雙卷芯結構，用鋁塑複合膜包裝後進行熱封；(4)、注液、封口、化成，將封好口的電池注入50-55g低溫電解液鋰六氟磷酸鹽，再對電池的第三邊進行封口，封好口的電池45度擱置24h後進行化成；(5)、檢測與組合化成後的電池進行容量分選，將電池按一定範圍的電壓內阻、容量進行串並聯組合，組裝成適用的大功率電池組。全文摘要一種使用壽命長的大容量鋰電池的製造方法，包括如下步驟(1)正極極片的製備(2)負極極片的製備(3)電池裝配將做好的極片捲成卷芯，再將兩個卷芯極耳焊接在一起，形成內部並聯的雙卷芯結構，用鋁塑複合膜包裝後進行熱封；(4)注液、封口、化成，將封好口的電池注入50-55g低溫電解液鋰六氟磷酸鹽，再對電池的第三邊進行封口，封好口的電池45度擱置24h後進行化成。本發明產品採用了特殊的材料配方及製作工藝，有高安全性、低成本和長壽命的優點，可用於各種大容量和高功率設備，包括電動自行車，電動摩託車，電動汽車，衛星通迅機，無人駕駛飛機等。文檔編號H01M4/04GK101794914SQ20091011591公開日2010年8月4日申請日期2009年8月5日優先權日2009年8月5日發明者梁劍雄申請人:江西中投新能源有限公司