一种安全型锂离子动力电池正极及含有该正极的锂离子电池的制作方法_2

文档序号:9710099阅读:来源:国知局
、乙酸乙酯、水的质量用量比为:(50-70) : (1-2) : (3-5) : (5-10) : (3-5) : (1-3) : (1-3):( 5-10):(300-500)。
[0030] 凝胶电解液具有三维网络结构,将液态电解液包裹在其网络结构中,游离态的电 解液较少,不会发生漏液;且使用凝胶电解液的电池耐折抗压,电池不易损坏,凝胶电解液 还具有阻燃作用,安全性较好。本发明采用甲基丙烯酸/聚乙烯醇/纳米二氧化硅复合凝 胶作为凝胶电解液,对液态电解液的吸附效果好,其中聚乙烯醇和纳米二氧化硅对甲基丙 烯酸类单体进行改性,以及交联剂共同作用,增强了凝胶的交联度,使其不易发生溶胀而体 积增大;乙酸乙酯作为制孔剂,增加了凝胶内部结构的网络结构。
[0031] 与现有技术对比,本发明的有益效果是:本发明在正极活性物质表面涂布有陶瓷 浆料,提高了电池的安全性能,同时对电池的电化学性能影响极小,稳定性好。本发明的安 全型锂离子动力电池安全性好,适合作为动力电池。
【附图说明】
[0032] 图1为实施1、实施例2、对比例的三种电池的5C放电曲线图。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0034] 实施例1 制备陶瓷浆料:称取40份重量的勃姆石,8份重量的聚偏氟乙烯,2份重量的聚乙烯吡 咯烷酮,50份重量的氮甲基吡咯烷酮,先后加入,采取高速分散,搅拌6小时,使浆料混合均 匀。其中,无机陶瓷颗粒粒径范围为〇. 5ym<D50 < Ιμπι。
[0035] 制备正极极片:混合镍钴锰三元材料,导电剂,以及粘接剂,并添加溶剂搅拌形成 浆液,均匀的涂覆在正极集流体铝箱上。干燥后用碾压机进行碾压,制成正极极片。然后将 上一步中的陶瓷浆料均匀涂覆在正极极片上,双面涂覆,每面涂覆厚度为4 μ m。并将该极片 放置于真空烘箱中以110摄氏度的温度烘干,时间为10小时。
[0036] 制备负极极片:混合人造石墨,导电剂,以及粘接剂,并添加溶剂搅拌形成浆液,均 匀的涂覆在负极集流体铜箱上,干燥后用碾压机进行碾压,制成负极极片。
[0037] 准备隔膜:隔膜采用微孔聚乙烯膜。
[0038] 准备电解液:电解液采用六氟磷酸锂溶解到碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯 酯、碳酸丙稀酯的有机溶剂混合物。
[0039] 准备电池:以叠片形式,将正极极片、隔膜、负极极片相间叠片形成电芯,然后进行 铝塑膜热封,注入电解液,170°C热封封口;依次进行搁置-预充-抽空-化成-分容,制成 IOAh软包装锂离子动力电池。
[0040] 所制得的电池进行5C放电测试和安全测试。测试结果如图1和表1。
[0041] 实施例2 制备陶瓷浆料:称取38份重量的水铝石,8份重量的丁苯橡胶,2份重量的羧甲基纤维 素2份重量的聚乙烯吡咯烷酮,50份重量的去离子水,先后加入,采取高速分散,搅拌6小 时,使浆料混合均匀。其中无机陶瓷颗粒粒径范围为〇. 3 μ m < D50 < 0. 8 μ m。
[0042] 制备正极极片:混合镍钴锰三元材料,导电剂,以及粘接剂,并添加溶剂搅拌形成 浆液,均匀的涂覆在正极集流体铝箱上。干燥后用碾压机进行碾压,制成正极极片。然后将 上一步中的陶瓷浆料均匀土涂覆在正极极片上,单面涂覆,涂覆厚度为6 μ m。并将该极片放 置于真空烘箱中以90摄氏度的温度烘干,时间为10小时。
[0043] 制备负极极片:混合人造石墨,导电剂,以及粘接剂,并添加溶剂搅拌形成浆液,均 匀的涂覆在负极集流体铜箱上,干燥后用碾压机进行碾压,制成负极极片。
[0044] 准备隔膜:隔膜采用微孔聚乙烯膜。
[0045] 准备电解液:电解液采用六氟磷酸锂溶解到碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯 酯、碳酸丙稀酯的有机溶剂混合物。
[0046] 准备电池:以叠片形式,将正极极片、隔膜、负极极片相间叠片形成电芯,然后进行 铝塑膜热封,注入电解液,170°C热封封口;依次进行搁置-预充-抽空-化成-分容,制成 IOAh软包装锂离子动力电池。
[0047] 所制得的电池进行5C放电测试和安全测试。测试结果如图1和表1。
[0048] 对比例: 按照实施例1和2的方法制备正极片,制好后不涂覆陶瓷涂层,直接使用,其他步骤均 同实施例1、2,制成IOAh软包装锂离子动力电池。
[0049] 所制得的电池进行5C放电测试和安全测试。测试结果如图1和表1。
[0050] 从图1中可以看出,实施例1和2的5C放电容量保持率略低于对比例,但是数值 非常接近,对电池的动力学性能几乎没有影响。
[0051 ] 表1三种电池安全测试情况
从表1可以看出,实施例1和2对电池的安全性能有极大的改善,电池通过了过充、短 路、热箱及针刺实验。
[0052] 作为对实施例1和实施例2的进一步优化,再进行以下实施例: 实施例3 制备陶瓷浆料:称取20份重量的勃姆石,20份重量的水铝石,8份重量的聚偏氟乙烯, 2份重量的聚乙烯吡咯烷酮,50份重量的氮甲基吡咯烷酮,先后加入,采取高速分散,搅拌6 小时,使浆料混合均匀。其中所述的无机陶瓷颗粒粒径范围为〇. I ym < D50 < 0. 5 μπι。
[0053] 制备正极极片:混合镍钴锰三元材料,导电剂,以及粘接剂,并添加溶剂搅拌形成 浆液,均匀的涂覆在正极集流体铝箱上。干燥后用碾压机进行碾压,制成正极极片。然后将 上一步中的陶瓷浆料均匀涂覆在正极极片上,双面涂覆,每面涂覆厚度为8 μ m。并将该极片 放置于真空烘箱中以110摄氏度的温度烘干,时间为10小时。
[0054] 制备负极极片:混合人造石墨,导电剂,以及粘接剂,并添加溶剂搅拌形成浆液,均 匀的涂覆在负极集流体铜箱上,干燥后用碾压机进行碾压,制成负极极片。
[0055] 准备隔膜:隔膜采用微孔聚乙烯膜。
[0056] 准备电解液:电解液采用六氟磷酸锂溶解到碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯 酯、碳酸丙稀酯的有机溶剂混合物。
[0057] 准备电池:以叠片形式,将正极极片、隔膜、负极极片相间叠片形成电芯,然后进行 铝塑膜热封,注入电解液,170°C热封封口;依次进行搁置-预充-抽空-化成-分容,制成 IOAh软包装锂离子动力电池。
[0058] 实施例4 制备陶瓷浆料:称取18份重量的勃姆石,18份重量的水铝石,5份负载有纳米二氧化钛 的埃洛石纳米管,8份重量的聚偏氟乙烯,2份重量的聚乙烯吡咯烷酮,50份重量的氮甲基 吡咯烷酮,先后加入,采取高速分散,搅拌6小时,使浆料混合均匀。
[0059] 其中所述无机陶瓷颗粒粒径范围为0. 5 μm < D50 < 1 μm。
[0060] 所述纳米二氧化钛通过微波法或者溶胶-凝胶法负载于埃洛石纳米管上,所述埃 洛石纳米管在负载前经过提纯和热活化处理,且负载时埃洛石纳米管处于真空环境下。
[0061] 制备正极极片:混合镍钴锰三元材料,导电剂,以及粘接剂,并添加溶剂搅拌形成 浆液,均匀的涂覆在正极集流体铝箱上。干燥后用碾压机进行碾压,制成正极极片。然后将 上一步中的陶瓷浆料均匀涂覆在正极极片上,双面涂覆,每面涂覆厚度为1 μ m。并将该极片 放置于真空烘箱中以Iio摄氏度的温度烘干,时间为10小时。
[0062] 制备负极极片:混合人造石墨,导电剂,以及粘接剂,并添加溶剂搅拌形成浆液,均 匀的涂覆在负极集流体铜箱上,干燥后用碾压机进行碾压,制成负极极片。
[0063] 准备隔膜:隔膜采用微孔聚乙烯膜。
[0064] 准备电解液:电解液采用六氟磷酸锂溶解到碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯 酯、碳酸
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