专利名称：一种锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池及其制作方法
技术领域：
本发明动力电池及其制作方法，特别涉及一种锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池及其制作方法。
背景技术：
目前，市场上现有多种电池，有一次电池和二次充电电池，有铅酸、镍氢、镍镉、锂电池(钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂)应用在电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、储能上的电池，由于小容量、功率低、效率低，需采用多块电池并联及串联起来增加功率和容量来提高电子产品的使用时间，由于每个电池都存在一定的差异，多个电池的组合对电池性能产生较大影响，降低电池的使用寿命，并影响使用安全。现有技术中，单纯的锰酸锂电池及镍钴锰酸锂动电池及其他锂离子电池在应用在电动车、储能电池时，电压低、比能量小、放电效率低、使用寿命短和安全性差、电池结构能不稳定。
发明内容
本发明提出一种锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池及其制作方法，在于克服单纯的锰酸锂电池及镍钴锰酸锂动电池及其他锂离子电池应用于电动车、储能电池时电压低、比能量小、放电效率低、使用寿命短和安全性差、电池结构能不稳定。本技术方案是这样实现的:本发明公开了一种锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池，包括正极、负极、隔膜、聚合物凝胶电解质、电池壳体，包括:正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成，正极活性物质采用采用锰酸锂、镍钴锰酸锂材料；粘结剂采用聚偏氟乙烯；导电剂采用导电炭黑、导电石墨、鳞片石墨、纳米碳、纤维粉中的一种或多种；正极集流体采用铝箔；负极由负极材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体组成，负极材料采用人造石墨、天然石墨、中间相碳微球或硬碳材料中的一种或多种；导电剂采用导电碳黑、导电石墨中的一种或多种；增稠剂采用羧甲基纤维素钠；粘结剂采用丁苯橡胶；负极集流体采用铜箔；其中，正极、负极以及正负极之间的隔膜组成电芯，电芯采用由依次排列的第一隔膜、负极、第二隔膜、正极相连的叠片式结构。在本发明所述的锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池中，所述的正极的组分以及重量百分比为:
权利要求
1.一种锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池，包括正极、负极、多个隔膜、聚合物凝胶电解质、电池壳体，其特征在于，包括: 正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成， 正极活性物质采用采用锰酸锂、镍钴锰酸锂材料；粘结剂采用聚偏氟乙烯；导电剂采用导电炭黑、导电石墨、鳞片石墨、纳米碳、纤维粉中的一种或多种；正极集流体采用铝箔； 负极由负极材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体组成， 负极材料采用人造石墨、天然石墨、中间相碳微球或硬碳材料中的一种或多种；导电剂采用导电碳黑、导电石墨中的一种或多种；增稠剂采用羧甲基纤维素钠；粘结剂采用丁苯橡胶；负极集流体采用铜箔； 其中，正极、负极以及正负极之间的隔膜组成电芯，电芯采用由依次排列的第一隔膜、负极、第二隔膜、正极相连的叠片式结构。
2.根据权利要求1所述的锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池，其特征在于，所述的正极的组分以及重量百分比为:
3.根据权利要求1所述的锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池，其特征在于，所述的负极的组分以及重量百分比为: 负极材料91% 93%,其中，负极材料为:人造石墨、天然石墨、中间相碳微球或硬碳材料中的一种或多种；
4.一种权利要求1至3任一项所述的锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池的制作方法，其特征在于，包括: S1.将2wt% 4wt%的聚偏氟乙烯加入N-甲基吡咯烷酮中，在有循环水冷却的条件下进行真空搅拌4 5小时，然后加入混合均匀的50wt% 58wt%的锰酸锂、25wt 30wt%的镍钴锰酸锂和导电剂的混合物，加完料搅拌10 12小时，得到的浆料过200目筛I 2次；其中，导电剂的配比为:lwt% 3wt%的导电炭黑或0wt% 2wt%的鳞片石墨或3wt% ·10wt%的纳米碳、纤维粉或它们三种的混合物；·52.将0wt% 2wt%的羧甲基纤维素钠加入去离子水中搅拌3 5小时，随后加入·0wt% 2wt%的导电石墨及0wt% 2wt%的碳纳米管搅拌2 4小时,获得衆料,衆料过胶体磨以使导电石墨及碳纳米管得到完全分散，再加入91wt% 93wt%的负极材料搅拌2 ·4小时，随后加入2wt% 3wt%的丁苯橡胶搅拌I 2小时，得到的浆料过150目筛2 3次；负极材料为人造石墨、天然石墨、中间相碳微球或硬碳材料中的一种或多种；·53.使用基材厚度为15 25um铝箔进行正极涂布，负极使用基材厚度为9 15μ m的铜箔进行负极涂布；·54.辊压极片，将辊压好的极片进行横切和分切出需要的尺寸；·55.将极片在真空下进行烘烤4 6小时；·56.将依次排列的第一隔膜、负极、隔膜、正极进行叠片式连接成电芯结构，所述的隔膜采用厚度为20um 45um的隔离膜；·57.根据电池设计要求把正负极极耳焊接于正负极极片预留集流体上，极耳上留有纤维密封胶，正负极极耳焊接都采用超声焊并加以铆钉固定；·58.把叠合电芯装入冲好的电池壳体中，将铝塑复合膜封住；·59.将电芯放入真空状态下烘烤，在装有电芯的电池中注入凝胶电解液，然后热封电池另一侧边；采用夹具化成电池，化成工艺为0.05C充电2.5小时，0.2C充电到4.2V，然后对电池进行除气、热封、裁边、整形；电池分容工艺为0.5C恒流充到4.2V，再在4.2V下恒流恒压充电，截止电流为0.02C，然后以0.5C放电到2.75V。
5.根据权利要求4所述的锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池的制作方法，其特征在于，正极压实密度为2.2 3.9g/cm3,负极压实密度1.2 1.6g/cm3。
全文摘要
本发明提出了一种锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池，包括正极、负极、隔膜、聚合物凝胶电解质、电池壳体，包括正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成，负极材料采用人造石墨、天然石墨、中间相碳微球或硬碳材料中的一种或多种；其中，电芯包括正极、负极以及正负极之间的隔膜，电芯采用由依次排列的第一隔膜、负极、第二隔膜、正极相连的叠片式结构。本发明还公开了锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池的制作方法。本发明的锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池及其制作方法采用锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池为主添加导电石墨、鳞片石墨、纳米碳、纤维粉的一种或多种物质，提高锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池重量比能量、安全性和结构稳定性。
文档编号H01M4/62GK103208646SQ20121059350
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者刘素琴 申请人:深圳宏泰电池科技有限公司