一種鋰離子動力電池及其制備方法

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一種鋰離子動力電池及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋰離子動力電池及其制備方法。所述鋰離子動力電池的電芯由正極極片、負極極片和隔膜采用疊片方式制成；所述正極極片的漿料原料包括正極活性物質和輔助劑，漿料合成過程中采用惰性氣體保護，所述正極活性物質為LiNiXCoYM1?X?YO2，其中0.6≤X≤1.0，0≤Y≤0.4，M為Mn、Mg、Al和Cr中的一種或多種，所述輔助劑為分子量≤500的有機酸；所述隔膜為陶瓷隔膜；所述電芯的兩側均加設至少一組銅箔和鋁箔。所述的鋰離子動力電池的安全性能非常好，而且能量密度高達220Wh/Kg。
【專利說明】
-種裡離子動力電池及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明設及電池制造領域，特別設及一種裡離子動力電池及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發展和科技的進步，裡離子電池作為新一代能源系統得到了廣泛的應用。裡離子電池作為動力電源，相比傳統油類動力電源，其具有高安全性，無污染等優點，使得裡電池極具車用電源應用前景，目前，國內外已成功生產純電動汽車并已廣泛銷售。
[0003] 目前，新能源汽車產業已成為必然性和歷史性，作為新能源汽車的"屯、臟"一-裡離子動力電池將成為新能源產業的核屯、技術領域。我國汽車裡離子動力電池研發項目一直是國家"863"的重點項目，包括美國的江森自控、A123和日本的松下公司、東芝公司W及韓國的S星、LG公司等一些國外企業已相繼開發出了相應的動力電池，并實現批量產業化。但隨著動力電池應用范圍領域和市場份額的不斷擴大，對動力電池的要求也越來越高，尤其是電池的能量密度和安全性。
[0004] 提高電池的能量密度主要通過W下兩個方面:一是提高材料的比容量，尤其是正極材料的比容量，二是提高電池的工作電壓，而運兩方面主要由材料本身的特性決定。目前動力電池常見的=類材料為憐酸鐵裡、儘酸裡和=元材料。
[0005] 憐酸鐵裡電池有較長的使用壽命且安全性高，但由于它相對較低的比容量（~ 140mAh/g)及較低的電壓(3.2V)，導致了它的能量密度較低（100~130Wh/Kg);儘酸裡電池的電壓雖高(3.8V)，但由于其比容量很低(約為lOOmAh/g)，同樣能量密度也相對較低(90~ 120Wh/Kg);S元材料由于較高的比容量及高的電輸出壓，其能量密度相對較高，可W達到 150 怖/Kg W上。
[0006] 然而，=元材料還是存在一些技術性的缺陷，主要是安全性問題，W=元裡電池為例，S元裡電池中的主要材料--儀鉆侶S元正極或儀鉆儘S元正極等層狀結構材料的高溫穩定性較差，容易造成危險，尤其是大容量電池，在電池短路和穿刺的情況下，電池容易出現起火和爆炸的現象。可見，現有的=元裡電池在大容量條件下，安全存在一定的問題，而電動汽車需要大容量的電池，如要將運種電池在電動汽車上應用，必須解決安全的問題。
[0007] 再者，在無人機及太空檢測器等一些應用技術領域對電池的質量能量密度和體積能量密度要求比較高。縱觀現有的公開專利，申請號為CN201110343308.2的專利申請文件公開了一種=元材料裡離子電池正極用極片及其涂布方法，其主要是解決脹氣問題，節約成本，而且該專利中并未給出電池的能量密度。申請號為CN200810094863.4的專利申請文件公開了一種非水電解質二次電池及其制造方法，該專利的機理是在正極材料表面形成一層多孔質層，目的是解決電池的脹氣和膨脹率，提高電池的循環性能，其也同樣未給出電池的能量密度。本申請的發明人在研發過程中，按照上述兩個專利申請文件公開的方案進行測定時，發現上述兩個專利獲得的電池的能量密度與目前常規的商品化裡電池相當，僅能達到180~200Wh/kg，而運一水平仍不足W滿足某些高端領域的需求，因此迫切需要開發出更高能量密度的電池。

【發明內容】

[0008] 本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術中存在的=元裡電池安全性差、而且電池能量密度相對較低的缺陷，而提供了一種裡離子動力電池及其制備方法。所述的裡離子動力電池的安全性能非常好，而且能量密度高達220Wh/KgW上。
[0009] 本發明是采用如下技術方案來解決上述技術問題的：
[0010] 本發明提供了一種裡離子動力電池的制備方法，其特點在于，所述裡離子動力電池的電忍由正極極片、負極極片和隔膜采用疊片方式制成;所述正極極片的漿料原料包括正極活性物質和輔助劑，漿料合成過程中采用惰性氣體保護，所述正極活性物質為 LiNixC〇YMi-x-Y〇2,其中0.6<X< !.0,0< ￥<0.4，]?為胞、]\%、八1和化中的一種或多種，所述輔助劑為分子量含500的有機酸;所述隔膜為陶瓷隔膜;所述電忍的兩側均加設至少一組銅錐和侶錐。
[0011] 本發明中，按照本領域常規，所述的裡離子動力電池除包括電忍之外，還包括電解液和侶塑殼。
[0012] 本發明中，所述的裡離子動力電池的結構較佳地為在電忍的兩側均加設一組銅錐和侶錐，具體結構如下:所述電忍包括若干個正極極片和與其配對的若干個負極極片，并W 所述正極極片和所述負極極片交替疊設制成，疊設過程中每一正極極片和相鄰的負極極片之間均加設有隔膜;所述電忍的兩側均通過一隔膜與銅錐或侶錐接觸貼設，貼設時位于電忍一外側的正極極片通過一隔膜與銅錐接觸貼設，銅錐再通過一隔膜與一侶錐接觸貼設，位于電忍另一外側的負極極片通過一隔膜與侶錐接觸貼設，侶錐再通過一隔膜與一銅錐接觸貼設。
[0013] 本發明中，所述的正極極片的面密度較佳地為250~400g/m2。
[0014] 本發明中，所述正極極片的漿料原料較佳地還包括導電劑和粘結劑。所述的漿料原料的具體配方優選配方一和配方二。配方一:所述正極活性物質占9 Iwt %~95wt %，所述的導電劑占1 .Owt%~5.Owt%，所述的粘結劑占2.Owt%~4.Owt%，所述的輔助劑的含量不超過1.0巧1%。配方二:所述正極活性物質占85訊1%~95訊1%，所述的導電劑占3.0訊1%~ 6.Owt%，所述的粘結劑占3.Owt%~5.Owt%，所述的輔助劑的含量不超過2.Owt%。運兩個優選配比可W更好地提高電池的綜合性能。
[001引其中，所述的正極活性物質較佳地為LiNi0.8C00.15Al0.0502。
[0016] 其中，所述正極活性物質在IC下的克容量一般為170~200mAh/g，充放電電流的大小常用充放電倍率來表示，充放電倍率=充放電電流/額定容量，所用的容量1小時放電完畢，稱為IC放電。
[0017] 其中，所述的導電劑較佳地包括導電碳黑（如Supper-P)、導電石墨（如KS-6、SFG-6 等）、碳納米管CNT和石墨締中的一種或多種。
[0018] 其中，所述的粘結劑較佳地包括聚偏氯乙締(PVDF)、聚乙締醇(PVA)、聚四氣乙締 (PTFE)和簇甲基纖維素鋼(CMC)中的一種或多種。
[0019] 其中，所述的輔助劑較佳地為簇酸。所述的簇酸較佳地為草酸、馬來酸、油酸和亞油酸中的一種或多種。
[0020] 本發明中，所述的惰性氣氛較佳地為氣氣或氮氣。所述的惰性氣體的純度較佳地為 99.9%~99.99%。
[0021] 本發明中，通過在電忍兩側增加銅錐或侶錐、采用陶瓷隔膜替換現有普通隔膜都能在一定程度上提高電池的安全性能。所述的有機酸作為輔助劑的加入、漿料合成過程中采用惰性氣體保護，都有助于改善大容量電池正極材料的加工性能。改善加工性能，一方面有利于提高電池的能量密度，一方面有利于提高電池的成品率。
[0022] 本發明中，所述的負極極片的活性物質為本領域常用的碳負極，較佳地為人造石墨或天然石墨。
[0023] 本發明中，所述隔膜較佳地為無機復合陶瓷隔膜。所述隔膜的厚度較佳地為不超過6皿，更佳地為1~6皿。
[0024] 本發明中，所述的裡離子動力電池的制備方法較佳地包括W下步驟：
[0025] S1、原料預處理:將正極活性物質、導電劑、粘結劑和輔助劑在真空、120~150°C條件下干燥4~12h;
[00%] S2、原料混合:將已干燥的粘結劑加入溶劑中，在20~40°C下充分溶解，在相對濕度為含20%的環境下，將正極活性物質、導電劑和輔助劑加入上述溶有粘結劑的溶劑中，攬拌6~1她，得漿料;攬拌過程中采用惰性氣體保護；
[0027] S3、極片涂布及干燥:將所述漿料倒出，采用100~500目篩過篩，涂布成正極極片，然后將正極極片置于80~90°C烘箱，干燥6~IOh后置于110~120°C烘箱中，真空干燥24~ 3化后，備用；
[00%] S4、電池制備:將一負極極片和步驟S3得到的正極極片裁成相同尺寸，并在一側預留極耳焊接處，利用漉壓機通過不同程度的漉壓，控制正極極片的壓實密度與負極極片的壓實密度，焊接極耳，用高溫膠帶將極耳與極片連接處貼好;采用陶瓷隔膜，利用疊片機進行電池制備，將疊好的極片裝入一侶塑殼中，在電忍的兩側均加設1~3組的銅錐和侶錐，將侶塑殼前端和一側封裝，確保極耳處密封，另一側開口，作為注液口；
[0029] S5、電池注液及化成：向電池中注入電解液，靜置24~36h后封裝，化成，即可。
[0030] 步驟S2中，所述的溶劑為本領域常規物質，較佳地為氮-甲基化咯燒酬。
[0031 ]步驟S3中，過篩的目的是除去大顆粒W防涂布時造成斷帶。
[0032] 步驟S3中，所述涂布較佳地在涂布機上進行。
[0033] 步驟S4中，較佳地，將所述正極極片的壓實密度控制為3.00~3.20g/cm3，將所述負極極片的壓實密度控制為1.40~1.55g/cm 3。
[0034] 步驟S4中，所述負極極片可W按照常規裡離子電池負極配對方式制備。
[0035] 本發明還提供了一種由上述制備方法制得的裡離子動力電池。
[0036] 在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。
[0037] 本發明所用試劑和原料均市售可得。
[0038] 本發明的積極進步效果在于:本發明得到的動力電池能量密度可達200~220Wh/ Kg W上，安全性有顯著提高，使用壽命長、電池容量大，能達到6Ah~20Ah。同時工藝過程簡單、無毒無害、適用于工業化生產，可廣泛應用于電動汽車中。
【附圖說明】
[0039] 圖I為本發明實施例1-3的電池的結構設計示意圖。
[0040] 圖2為本發明實施例1所采用的正極活性物質的沈M圖。
[OOW 圖3為本發明實施例1制備的6Ah電池的放電曲線。
[00創圖4為本發明實施例2制備的6Ah電池的放電曲線。
[0043] 圖5為本發明實施例3制備的20Ah電池的放電曲線。
【具體實施方式】
[0044] 下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，按照常規方法和條件，或按照商品說明書選擇。
[0045] 實施例1-3所述的一種高能量密度的裡離子動力電池的結構包括電忍、電解液及侶塑殼，其中，電忍由正極極片、負極極片、隔膜經疊片方式完成，具體如圖1所示，其中1代表隔膜，2代表負極極片，3代表正極極片，4代表銅錐，5代表侶錐，每層結構之間都W隔膜1 隔開。其中，負極極片2又細分為=層結構，其集流體為銅錐，與銅錐4的結構相同，位于中間一層，上下層為負極漿料涂層。正極極片3又細分為=層結構，其集流體是侶錐，與侶錐5的結構相同，位于中間一層，上下層為正極漿料涂層。
[0046] 具體結構如下：所述電忍包括若干個正極極片3和若干個負極極片2,并W所述正極極片3和所述負極極片2交替疊設制成，疊設過程中每一正極極片3和相鄰的負極極片2之間均還加設有隔膜;所述電忍的兩側均通過一隔膜1與銅錐4或侶錐5接觸貼設，貼設時位于電忍一外側的正極極片3通過一隔膜1與銅錐4接觸貼設，銅錐4再通過一隔膜1與一侶錐5接觸貼設，位于電忍另一外側的負極極片2通過一隔膜1與侶錐5接觸貼設，侶錐5再通過一隔膜1與一銅錐4接觸貼設。
[0047] 實施例1
[0048] 本實施例中的高能量密度的裡離子動力電池的制備方法，包括W下步驟：
[0049] (1)原料預處理
[0050] 將正極活性物質LiNio.sCoo. 1日Alo.日日〇2(NCA)、導電劑1 (Supper-P)、導電劑2化S-6)、粘結劑(PVD巧和輔助劑(草酸)在真空條件下120°C干燥地。
[0051 ] (2)原料混合
[0052] 將已干燥的PVDF加入氮-甲基化咯燒酬中，在25°C下充分溶解。在相對濕度為20% 的環境下，將正極活性物質（93 . Owt % )、導電劑1 (2.5wt % )、導電劑2 (1. Owt % )和輔助劑 (0.5wt%)加入上述溶有PVDF(3.0wt%)的氮-甲基化咯燒酬中，攬拌化，攬拌過程中采用氮氣保護。
[0053] (3)極片涂布及干燥
[0054] 將上述漿料倒出，300目過篩，除去大顆粒W防涂布時造成斷帶；利用涂布機涂布成面密度為340g/m2的正極極片。涂布完畢，將極片置于80°C烘箱，干燥化后置于Iior烘箱中，真空干燥24h，裁成一定尺寸，備用。
[0055] 負極極片按照常規裡離子電池負極配對方式制備。
[0化6] (4)電池制備
[0057]將已備好正負極極片裁成所需的尺寸，并在一側預留極耳焊接處;控制正極極片壓實密度為3.05g/cm3，負極極片壓實密度為1.48g/cm3;焊接極耳，利用高溫膠帶將極耳與極片連接處貼好;采用陶瓷隔膜，利用疊片機進行電池制備，將疊好的極片裝入一侶塑殼中，并將侶塑殼前端和一側封裝，確保極耳處密封;一側開口，作為注液口。
[005引（5)電池注液及化成
[0059] 按照3.9g/Ah的比例向電池中注入電解液，靜置24h后封裝，化成，得到6Ah的軟包電池。
[0060] 對實施例1的高能量密度的裡離子動力電池進行表征：
[0061] 按照如圖1所示的結構，在電忍兩邊各加一組銅侶錐。圖2為本發明實施例1所采用的正極活性物質的SEM圖。圖3為本發明實施例1制備的6Ah電池的放電曲線。電化學測試表明，分容后電池的能量密度為203Wh/kg，正極材料在IC下的克容量為179mAh/g。還對本發明實施例1制備的6Ah電池進行針刺試驗，進行針刺實驗時，電池不爆炸、不著火，殼體最高溫度達160°C。
[0062] 實施例2
[0063] -種高能量密度的裡離子動力電池，包括電忍、電解液及侶塑殼，其中，電忍由正極極片、負極極片、隔膜經疊片方式完成。本實施例中的高能量密度的裡離子動力電池的制備方法，包括W下步驟：
[0064] (1)原料預處理
[0065] 將正極活性物質LiNio.sCoo.i日Alo.0日02(NCA)、導電劑I(Supper-P)、導電劑2(石墨碳）、粘結劑(PVD巧和輔助劑(草酸)在真空條件下120°C干燥化。
[0066] (2)原料混合
[0067] 將已干燥的PVDF加入氮-甲基化咯燒酬中，在25°C下充分溶解。在相對濕度為20% 的環境下，將正極活性物質（94. Owt % )、導電劑1 (1.5wt % )、導電劑2 (0.5wt % )和輔助劑 (0.8wt%)加入上述溶有PVDF(3.2wt%)的氮-甲基化咯燒酬中，攬拌化，攬拌過程中采用氣氣保護。
[0068] (3)極片涂布及干燥
[0069] 將上述漿料倒出，300目過篩，除去大顆粒W防涂布時造成斷帶；利用涂布機涂布成面密度為395g/m2的正極極片。涂布完畢，將極片置于80°C烘箱，干燥化后置于Iior烘箱中，真空干燥24h，裁成一定尺寸，備用。
[0070] 負極極片按照常規裡離子電池負極配對方式制備。
[0071] (4)電池制備
[0072] 將已備好正負極極片裁成所需的尺寸，并在一側預留極耳焊接處;控制正極極片壓實密度為3.15g/cm3，負極極片壓實密度為1.52g/cm 3;焊接極耳，利用高溫膠帶將極耳與極片連接處貼好;采用陶瓷隔膜，利用疊片機進行電池制備，將疊好的極片裝入一侶塑殼中，并將侶塑殼前端和一側封裝，確保極耳處密封;一側開口，作為注液口。
[0073] (5)電池注液及化成
[0074] 按照4.2g/Ah的比例電池注入電解液，靜置24h后封裝，化成，得到6Ah的軟包電池。
[0075] 對實施例2的高能量密度的裡離子動力電池進行表征：
[0076] 按照如圖1所示的結構，在電忍兩邊各加一組銅侶錐。圖4為本發明實施例2制備的 6Ah電池的放電曲線。電化學測試表明，分容后電池的能量密度為22 IWh/kg，正極材料在1C 下的克容量為183mAh/g。采用25WI1的陶瓷隔膜制成6Ah軟包電池進行針刺實驗，電池未發現明顯的火苗，殼體最高溫度達165 °C。
[0077]實施例3
[007引一種高能量密度的裡離子動力電池，包括電忍、電解液及侶塑殼，其中，電忍由正極極片、負極極片、隔膜經疊片方式完成。本實施例中的高能量密度的裡離子動力電池的制備方法，包括W下步驟：
[0079] (1)原料預處理
[0080] 將正極活性物質LiNio.sCoo.i日Alo.0日02(NCA)、導電劑I(Supper-P)、導電劑2(石墨碳）、粘結劑(PVD巧和輔助劑(馬來酸)在真空條件下120°C干燥地。
[0081] (2)原料混合
[0082] 將已干燥的PVDF加入氮-甲基化咯燒酬中，在25°C下充分溶解。在相對濕度為20% 的環境下，將正極活性物質（92 . Owt % )、導電劑1 (3.5wt % )、導電劑2 (0.5wt % )和輔助劑 (0.8wt%)加入上述溶有PVDF(3.2wt%)的氮-甲基化咯燒酬中，攬拌化，攬拌過程中采用氣氣保護。
[0083] (3)極片涂布及干燥
[0084] 將上述漿料倒出，300目過篩，除去大顆粒W防涂布時造成斷帶；利用涂布機涂布成面密度為360g/m2的正極極片。涂布完畢，將極片置于80°C烘箱，干燥化后置于Iior烘箱中，真空干燥24h，裁成一定尺寸，備用。
[0085] 負極極片按照常規裡離子電池負極配對方式制備。
[0086] (4)電池制備
[0087] 將已備好正負極極片裁成所需的尺寸，并在一側預留極耳焊接處;控制正極極片壓實密度為3.15g/cm3，負極極片壓實密度為1.52g/cm 3;焊接極耳，利用高溫膠帶將極耳與極片連接處貼好;采用陶瓷隔膜，利用疊片機進行電池制備，將疊好的極片裝入一侶塑殼中，并將侶塑殼前端和一側封裝，確保極耳處密封;一側開口，作為注液口。
[0088] (5)電池注液及化成
[0089] 按照4.2g/Ah的比例電池注入電解液，靜置24h后封裝，化成，得到20Ah的軟包電池。
[0090] 對實施例3的高能量密度的裡離子動力電池進行表征：
[0091] 按照如圖1所示的結構，在電忍兩邊各加一組銅侶錐。圖5為本發明實施例3制備的 20Ah電池的放電曲線。電化學測試表明，分容后電池的能量密度為21 OWh/kg，正極材料在1C 下的克容量為182mAh/g。采用25WI1的陶瓷隔膜制成20Ah軟包電池，對該電池進行針刺實驗，電池未發現明顯的火苗，殼體最高溫度達17〇°C。
[0092] 對比例1
[0093] -種采用普通隔膜，電忍兩邊不預留銅侶錐的裡離子電池的制備方法，包括W下步驟：
[0094] (1)原料預處理
[00巧]將正極活性物質LiNio.sCoo. 1日Alo.日日〇2(NCA)、導電劑1 (Supper-P)、導電劑2化S-6)、粘結劑(PVD巧和輔助劑(草酸)在真空條件下120°C干燥地。
[0096] (2)原料混合
[0097] 將已干燥的PVDF加入氮-甲基化咯燒酬中，在25°C下充分溶解。在相對濕度為20% 的環境下，將正極活性物質（93 . Owt % )、導電劑1 (2.5wt % )、導電劑2 (1. Owt % )和輔助劑 (0.5wt%)加入上述溶有PVDF(3.0wt%)的氮-甲基化咯燒酬中，攬拌化，攬拌過程中采用氮氣保護。
[0098] (3)極片涂布及干燥
[0099] 將上述漿料倒出，300目過篩，除去大顆粒W防涂布時造成斷帶；利用涂布機涂布成面密度為340g/m2的正極極片。涂布完畢，將極片置于80°C烘箱，干燥化后置于Iior烘箱中，真空干燥24h，裁成一定尺寸，備用。
[0100] 負極極片按照常規裡離子電池負極配對方式制備。
[0101] (4)電池制備
[0102] 將已備好正負極極片裁成所需的尺寸，并在一側預留極耳焊接處;控制正極極片壓實密度為3.05g/cm3，負極極片壓實密度為1.48g/cm 3;焊接極耳，利用高溫膠帶將極耳與極片連接處貼好;采用普通隔膜，利用疊片機進行電池制備，將疊好的極片裝入一侶塑殼中，并將侶塑殼前端和一側封裝，確保極耳處密封;一側開口，作為注液口。
[0103] (5)電池注液及化成
[0104] 按照3.9g/Ah的比例電池注入電解液，靜置24h后封裝，化成，得到6Ah的軟包電池。
[0105] 對對比例1中的電池進行表征:對其制備的6Ah電池進行針刺試驗，結果表明，電池在針刺過程中發生了著火現象。
[0106] 對比例2
[0107] -種采用普通隔膜，電忍兩邊不預留銅侶錐的裡離子電池的制備方法，包括W下步驟：
[010引（1)原料預處理
[0109] 將正極活性物質LiNio.sCoo.i日Alo.0日02(NCA)、導電劑I(Supper-P)、導電劑2(石墨碳）、粘結劑(PVD巧和輔助劑(馬來酸)在真空條件下120°C干燥地。
[0110] (2)原料混合
[0111] 將已干燥的PVDF加入氮-甲基化咯燒酬中，在25°C下充分溶解。在相對濕度為20% 的環境下，將正極活性物質（92 . Owt % )、導電劑1 (3.5wt % )、導電劑2 (0.5wt % )和輔助劑 (0.8wt%)加入上述溶有PVDF(3.2wt%)的氮-甲基化咯燒酬中，攬拌化，攬拌過程中采用氣氣保護。
[0112] (3)極片涂布及干燥
[0113] 將上述漿料倒出，300目過篩，除去大顆粒W防涂布時造成斷帶；利用涂布機涂布成面密度為360g/m2的正極極片。涂布完畢，將極片置于80°C烘箱，干燥化后置于Iior烘箱中，真空干燥24h，裁成一定尺寸，備用。
[0114] 負極極片按照常規裡離子電池負極配對方式制備。
[0115] (4)電池制備
[0116] 將已備好正負極極片裁成所需的尺寸，并在一側預留極耳焊接處;控制正極極片壓實密度為3.15g/cm3，負極極片壓實密度為1.52g/cm 3;焊接極耳，利用高溫膠帶將極耳與極片連接處貼好;采用普通隔膜，利用疊片機進行電池制備，將疊好的極片裝入一侶塑殼中，并將侶塑殼前端和一側封裝，確保極耳處密封;一側開口，作為注液口。
[0117] (5)電池注液及化成
[011引按照4.2g/Ah的比例電池注入電解液，靜置24h后封裝，化成，得到20Ah的軟包電池。
[0119] 對對比例2中的電池進行表征:對其制備的20Ah電池進行針刺試驗，結果表明，電池在針刺過程中發生了著火現象，并伴隨有爆炸發生。
[0120] 對比例3
[0121] 本對比例考察的是不加輔助劑的情況。
[0122] 在相對濕度為60%的環境下，按照如表1所示的A方案(不加輔助劑)進行合漿，合漿完成后，漿料粘度為20000mPa ? S，放置5min后漿料成果凍狀。按照如表1所示B方案調整配方后，在相同的工藝與環境下合漿，合漿結束后測試漿料粘度為SOOOmPa ? S，可見本發明的方案有效改善了漿料的加工性能。
[0123] 表1對比例3中正極材料配方
[0124]
[0125] W上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制。雖然本發明已W較佳實施例掲示如上，然而并非用W限定本發明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神實質和技術方案的情況下，都可利用上述掲示的方法和技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對W上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1. 一種鋰離子動力電池的制備方法，其特征在于，所述鋰離子動力電池的電芯由正極極片、負極極片和隔膜經疊片方式制成;所述正極極片的漿料原料包括正極活性物質和輔助劑，漿料合成過程中采用惰性氣體保護，所述正極活性物質為LiNixCoYMmOs，其中0.6 < 1.0,0<￥<0.4，1為此、1%^1和0中的一種或多種，所述輔助劑為分子量< 500的有機酸;所述隔膜為陶瓷隔膜;所述電芯的兩側均加設至少一組銅箱和鋁箱。2. 如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的鋰離子動力電池還包括電解液和鋁塑殼;所述電芯包括若干個正極極片和與其配對的若干個負極極片，并以所述正極極片和所述負極極片交替疊設制成，疊設過程中每一正極極片和相鄰的負極極片之間均加設有隔膜;所述電芯的兩側均通過一隔膜與銅箱或鋁箱接觸貼設，貼設時位于電芯一外側的正極極片通過一隔膜與銅箱接觸貼設，銅箱再通過一隔膜與一鋁箱接觸貼設，位于電芯另一外側的負極極片通過一隔膜與鋁箱接觸貼設，鋁箱再通過一隔膜與一銅箱接觸貼設。3. 如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的正極極片的面密度為250~400g/ m2;所述正極極片的漿料原料還包括導電劑和粘結劑;所述的惰性氣體為氬氣或氮氣;所述的負極極片的活性物質為人造石墨或天然石墨;所述隔膜為無機復合陶瓷隔膜;所述隔膜的厚度為不超過6μηι。4. 如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的惰性氣體的純度為99.9%~ 99.99% ;所述隔膜的厚度為1~6μπι; 所述的漿料原料的配方為配方一或配方二：配方一：所述正極活性物質占91wt%~ 95wt%，所述的導電劑占1 .Owt%~5.0wt%，所述的粘結劑占2.0wt%~4.0wt%，所述的輔助劑的含量不超過1 .〇wt% ;配方二:所述正極活性物質占85wt%~95wt%，所述的導電劑占3 . Owt %~6 . Owt %，所述的粘結劑占3 . Owt %~5 . Owt %，所述的輔助劑的含量不超過 2 · Owt% 〇5. 如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的正極活性物質為 LiNio.8Coo.15Alo.05O2。6. 如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的導電劑包括導電碳黑、導電石墨、碳納米管和石墨烯中的一種或多種;所述的粘結劑包括聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯和羧甲基纖維素鈉中的一種或多種;所述的輔助劑為羧酸。7. 如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述的羧酸為草酸、馬來酸、油酸和亞油酸中的一種或多種。8. 如權利要求3-7任一項所述的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟： 51、原料預處理:將正極活性物質、導電劑、粘結劑和輔助劑在真空、120~150°C條件下干燥4~12h; 52、原料混合:將已干燥的粘結劑加入溶劑中，在20~40°C下溶解，在相對濕度< 20% 的環境下，將正極活性物質、導電劑和輔助劑加入上述溶有粘結劑的溶劑中，攪拌6~18h，得漿料;攪拌過程中采用惰性氣體保護； 53、極片涂布及干燥:將所述漿料倒出，采用100~500目篩過篩，涂布成正極極片，然后將正極極片置于80~90 °C烘箱，干燥6~10h后置于110~120 °C烘箱中，真空干燥24~36h 后，備用； 54、電池制備:將負極極片和步驟S3得到的正極極片裁成相同尺寸，并在一側預留極耳焊接處，利用輥壓機控制正極極片的壓實密度與負極極片的壓實密度分別為3.00~3.20g/ (^3、1.40~1.558/(^3，焊接極耳，用高溫膠帶將極耳與極片連接處貼好;采用陶瓷隔膜，利用疊片機進行電池制備，將疊好的極片裝入一鋁塑殼中，在電芯的兩側均加設1~3組的銅箱和鋁箱，將鋁塑殼前端和一側封裝，確保極耳處密封，另一側開口，作為注液口； S5、電池注液及化成：向電池中注入電解液，靜置24~36h后封裝，化成，即可。9. 如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述的溶劑為氮-甲基吡咯烷酮;步驟S3中，所述涂布在涂布機上進行。10. -種由如權利要求1-9任一項所述的制備方法制得的鋰離子動力電池。
【文檔編號】H01M4/505GK105845928SQ201610454100
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】李山河, 葉茂, 鄭春滿, 謝凱
【申請人】天津中聚新能源科技有限公司, 中國人民解放軍國防科學技術大學

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