專利名稱：一種錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明動力電池及其制作方法，特別涉及一種錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池及其制作方法。
背景技術(shù)：
目前，市場上現(xiàn)有多種電池，有一次電池和二次充電電池，有鉛酸、鎳氫、鎳鎘、鋰電池(鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰)應(yīng)用在電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、儲能上的電池，由于小容量、功率低、效率低，需采用多塊電池并聯(lián)及串聯(lián)起來增加功率和容量來提高電子產(chǎn)品的使用時間，由于每個電池都存在一定的差異，多個電池的組合對電池性能產(chǎn)生較大影響，降低電池的使用壽命，并影響使用安全?，F(xiàn)有技術(shù)中，單純的錳酸鋰電池及鎳鈷錳酸鋰動電池及其他鋰離子電池在應(yīng)用在電動車、儲能電池時，電壓低、比能量小、放電效率低、使用壽命短和安全性差、電池結(jié)構(gòu)能不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池及其制作方法，在于克服單純的錳酸鋰電池及鎳鈷錳酸鋰動電池及其他鋰離子電池應(yīng)用于電動車、儲能電池時電壓低、比能量小、放電效率低、使用壽命短和安全性差、電池結(jié)構(gòu)能不穩(wěn)定。本技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:本發(fā)明公開了一種錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池，包括正極、負(fù)極、隔膜、聚合物凝膠電解質(zhì)、電池殼體，包括:正極由正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和正極集流體組成，正極活性物質(zhì)采用采用錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰材料；粘結(jié)劑采用聚偏氟乙烯；導(dǎo)電劑采用導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨、鱗片石墨、納米碳、纖維粉中的一種或多種；正極集流體采用鋁箔；負(fù)極由負(fù)極材料、導(dǎo)電劑、增稠劑、粘結(jié)劑和負(fù)極集流體組成，負(fù)極材料采用人造石墨、天然石墨、中間相碳微球或硬碳材料中的一種或多種；導(dǎo)電劑采用導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨中的一種或多種；增稠劑采用羧甲基纖維素鈉；粘結(jié)劑采用丁苯橡膠；負(fù)極集流體采用銅箔；其中，正極、負(fù)極以及正負(fù)極之間的隔膜組成電芯，電芯采用由依次排列的第一隔膜、負(fù)極、第二隔膜、正極相連的疊片式結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明所述的錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池中，所述的正極的組分以及重量百分比為:
權(quán)利要求
1.一種錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池，包括正極、負(fù)極、多個隔膜、聚合物凝膠電解質(zhì)、電池殼體，其特征在于，包括: 正極由正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和正極集流體組成， 正極活性物質(zhì)采用采用錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰材料；粘結(jié)劑采用聚偏氟乙烯；導(dǎo)電劑采用導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨、鱗片石墨、納米碳、纖維粉中的一種或多種；正極集流體采用鋁箔； 負(fù)極由負(fù)極材料、導(dǎo)電劑、增稠劑、粘結(jié)劑和負(fù)極集流體組成， 負(fù)極材料采用人造石墨、天然石墨、中間相碳微球或硬碳材料中的一種或多種；導(dǎo)電劑采用導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨中的一種或多種；增稠劑采用羧甲基纖維素鈉；粘結(jié)劑采用丁苯橡膠；負(fù)極集流體采用銅箔； 其中，正極、負(fù)極以及正負(fù)極之間的隔膜組成電芯，電芯采用由依次排列的第一隔膜、負(fù)極、第二隔膜、正極相連的疊片式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池，其特征在于，所述的正極的組分以及重量百分比為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池，其特征在于，所述的負(fù)極的組分以及重量百分比為: 負(fù)極材料91% 93%,其中，負(fù)極材料為:人造石墨、天然石墨、中間相碳微球或硬碳材料中的一種或多種；
4.一種權(quán)利要求1至3任一項所述的錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池的制作方法，其特征在于，包括: S1.將2wt% 4wt%的聚偏氟乙烯加入N-甲基吡咯烷酮中，在有循環(huán)水冷卻的條件下進(jìn)行真空攪拌4 5小時，然后加入混合均勻的50wt% 58wt%的錳酸鋰、25wt 30wt%的鎳鈷錳酸鋰和導(dǎo)電劑的混合物，加完料攪拌10 12小時，得到的漿料過200目篩I 2次；其中，導(dǎo)電劑的配比為:lwt% 3wt%的導(dǎo)電炭黑或0wt% 2wt%的鱗片石墨或3wt% ·10wt%的納米碳、纖維粉或它們?nèi)N的混合物；·52.將0wt% 2wt%的羧甲基纖維素鈉加入去離子水中攪拌3 5小時，隨后加入·0wt% 2wt%的導(dǎo)電石墨及0wt% 2wt%的碳納米管攪拌2 4小時,獲得衆(zhòng)料,衆(zhòng)料過膠體磨以使導(dǎo)電石墨及碳納米管得到完全分散，再加入91wt% 93wt%的負(fù)極材料攪拌2 ·4小時，隨后加入2wt% 3wt%的丁苯橡膠攪拌I 2小時，得到的漿料過150目篩2 3次；負(fù)極材料為人造石墨、天然石墨、中間相碳微球或硬碳材料中的一種或多種；·53.使用基材厚度為15 25um鋁箔進(jìn)行正極涂布，負(fù)極使用基材厚度為9 15μ m的銅箔進(jìn)行負(fù)極涂布；·54.輥壓極片，將輥壓好的極片進(jìn)行橫切和分切出需要的尺寸；·55.將極片在真空下進(jìn)行烘烤4 6小時；·56.將依次排列的第一隔膜、負(fù)極、隔膜、正極進(jìn)行疊片式連接成電芯結(jié)構(gòu)，所述的隔膜采用厚度為20um 45um的隔離膜；·57.根據(jù)電池設(shè)計要求把正負(fù)極極耳焊接于正負(fù)極極片預(yù)留集流體上，極耳上留有纖維密封膠，正負(fù)極極耳焊接都采用超聲焊并加以鉚釘固定；·58.把疊合電芯裝入沖好的電池殼體中，將鋁塑復(fù)合膜封住；·59.將電芯放入真空狀態(tài)下烘烤，在裝有電芯的電池中注入凝膠電解液，然后熱封電池另一側(cè)邊；采用夾具化成電池，化成工藝為0.05C充電2.5小時，0.2C充電到4.2V，然后對電池進(jìn)行除氣、熱封、裁邊、整形；電池分容工藝為0.5C恒流充到4.2V，再在4.2V下恒流恒壓充電，截止電流為0.02C，然后以0.5C放電到2.75V。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池的制作方法，其特征在于，正極壓實密度為2.2 3.9g/cm3,負(fù)極壓實密度1.2 1.6g/cm3。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池，包括正極、負(fù)極、隔膜、聚合物凝膠電解質(zhì)、電池殼體，包括正極由正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和正極集流體組成，負(fù)極材料采用人造石墨、天然石墨、中間相碳微球或硬碳材料中的一種或多種；其中，電芯包括正極、負(fù)極以及正負(fù)極之間的隔膜，電芯采用由依次排列的第一隔膜、負(fù)極、第二隔膜、正極相連的疊片式結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還公開了錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池的制作方法。本發(fā)明的錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池及其制作方法采用錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池為主添加導(dǎo)電石墨、鱗片石墨、納米碳、纖維粉的一種或多種物質(zhì)，提高錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰納米電池重量比能量、安全性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
文檔編號H01M4/62GK103208646SQ20121059350
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者劉素琴 申請人:深圳宏泰電池科技有限公司