本發(fā)明涉及聚合物鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及到一種動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池。
背景技術(shù):
由于動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池具有能量密度大、電壓工作范圍寬、功率大、倍率放電性能好、循環(huán)壽命長、安全性好、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),在近年來迅速發(fā)展的電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)工具、國防軍事裝備的電源系統(tǒng)、光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)、儲(chǔ)能錯(cuò)峰電站、不間斷后備電源以及家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)等中小型儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域具有廣闊的市場和應(yīng)用前景。
目前一般的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池主要為三種結(jié)構(gòu):(1)疊片形式,將多個(gè)正極片、隔離膜、負(fù)極片相間地疊加在一起形成電芯,經(jīng)鋁塑膜封裝制成;(2)每層都帶有極耳的正負(fù)極片、隔離膜經(jīng)卷繞制得的單個(gè)卷繞電芯;(3)多個(gè)卷繞的正負(fù)極單極耳電芯經(jīng)內(nèi)部焊接并聯(lián),再經(jīng)鋁塑膜封口制成。第一種疊片結(jié)構(gòu),聚合物鋰離子電池可以獲得良好的倍率性能、循環(huán)性能,內(nèi)部結(jié)構(gòu)有利于電池的散熱,但此種結(jié)構(gòu)具有制作工藝復(fù)雜,成品率低,設(shè)備投資大,成本太高等缺點(diǎn);第二種單電芯卷繞結(jié)構(gòu)電池同樣可以獲得良好的倍率性能、循環(huán)性能等,但每層都帶有極耳的正負(fù)極片制作難度大,此種連續(xù)化生產(chǎn)設(shè)備投資特別大,卷繞難度也很大;第三種正負(fù)極單極耳電芯通過多個(gè)電芯內(nèi)部焊接并聯(lián)制得,此種電池生產(chǎn)工藝簡單,效率高,成本低,但往往并聯(lián)電芯較多,焊接難度增大。
在以上動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,為了防止電池在高倍率放電時(shí)極耳及電芯內(nèi)部的發(fā)熱以及循環(huán)性能的降低,往往采用加寬加厚的極耳,增加正負(fù)極漿料配方中導(dǎo)電炭黑的含量。但因此在降低電池發(fā)熱的同時(shí)降低了電池的能量密度。
為了提高電池的高倍率循環(huán)壽命,減少極片在循環(huán)過程中掉粉、脫落,往往通過增加正極漿料配方中的粘結(jié)劑含量來達(dá)成此目的。但粘結(jié)劑含量的增加,增大了電池的內(nèi)阻,電池發(fā)熱量增大;同時(shí)降低了電池的能量密度。
因此,現(xiàn)有動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池的制備技術(shù)和工藝尚有待進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種既能降低電池內(nèi)阻,提高電池倍率性能、循環(huán)性能,又具有很高生產(chǎn)效率的成本低的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池,該聚合物鋰離子電池是由2-5個(gè)卷繞電芯內(nèi)部并聯(lián)后再經(jīng)鋁塑膜封裝而成;每個(gè)電芯都分別包括正極片、隔離膜、負(fù)極片、電解液和極耳;正極片是由經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的正極漿料涂布制得的;負(fù)極片是由經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的負(fù)極漿料涂布制得的;每個(gè)電芯包括正極極耳和負(fù)極極耳,其中正極極耳采用純度大于99%鋁合金,寬度為30~50mm,厚度為0.20~0.30mm,負(fù)極極耳采用銅鍍鎳材質(zhì),寬度為30~50mm,厚度為0.20~0.30mm;正極漿料涂布單面面密度控制在120~170g/㎡之間;所述的負(fù)極漿料涂布單面面密度控制在60~90g/㎡之間。
上述的經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的正極漿料,是由以下制備步驟制得的:(1)在攪拌機(jī)中將整個(gè)正極漿料固體含量的2.0%-4.0%聚偏氟乙烯(pvdf)加入到n-甲基吡咯烷酮(nmp)溶劑中,以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空攪拌得到粘結(jié)劑漿料;在粘結(jié)劑漿料中加入1%~2%磷酸鐵鋰、0.5%~1.0%碳納米管和1.0%~1.5%炭黑,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌得到含有少量磷酸鐵鋰的正極導(dǎo)電劑漿料;(2)將上述導(dǎo)電劑漿料全部轉(zhuǎn)入帶有鋯珠的砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨超細(xì)分散,轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/min,氧化鋯研磨珠大小為1.0mm,研磨過程中開啟冷卻循環(huán)水降溫,得到超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料;(3)在上述超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料分兩次加入占整個(gè)正極漿料固體含量91.5%-95.5%的磷酸鐵鋰,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌,再冷卻至室溫,過150目篩網(wǎng)制得正極漿料。
上述的經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的負(fù)極漿料,是由以下制備步驟制得的:(1)在攪拌機(jī)中將整個(gè)負(fù)極漿料固體含量的1.0%-2.0%粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉(cmc)加入到溶劑水中,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高溫?cái)嚢璧玫秸辰Y(jié)劑漿料;在粘結(jié)劑漿料中加入含有0.2%~0.5%碳納米管和0.5%~1.0%炭黑,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌得到負(fù)極導(dǎo)電劑漿料;(2)將上述導(dǎo)電劑漿料全部轉(zhuǎn)入帶有鋯珠的砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨超細(xì)分散,轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/min,氧化鋯研磨珠大小為1.0mm,研磨過程中開啟冷卻循環(huán)水降溫,得到超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料;(3)在上述超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料分兩次加入占整個(gè)負(fù)極漿料固體含量94.0%-96.8%的負(fù)極材料人造石墨,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌;攪拌結(jié)束前1小時(shí)加入占整個(gè)負(fù)極漿料固體含量1.5%~2.5%丁苯橡膠(sbr)粘結(jié)劑,以自轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌,再冷卻至室溫,過150目篩網(wǎng)制得負(fù)極漿料。
作為優(yōu)選的,上述的聚偏氟乙烯(pvdf)的分子量在100萬以上。
作為優(yōu)選的,上述的羧甲基纖維素鈉(cmc)的分子量在100萬以上。
上述的一種動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池,作為優(yōu)選的,該聚合物鋰離子電池優(yōu)選由3-4個(gè)電芯內(nèi)部并聯(lián)后再經(jīng)鋁塑膜封裝而成。
本發(fā)明的有益效果是:(1)采用含量少的正極材料磷酸鐵鋰與碳納米管及炭黑帶有鋯珠的砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨超細(xì)分散,形成一種含有正極材料納米顆粒分散的碳納米管/炭黑復(fù)合導(dǎo)電劑,可以在一定的程度上降低導(dǎo)電劑的含量,提高活性物質(zhì)的含量,從而提高電池的體積能量密度;可以有效地在具有微米級(jí)二次顆粒正極材料磷酸鐵鋰的表面覆蓋形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而極大地縮短了鋰離子的嵌入/脫嵌距離,減小了極化,提高了電池的倍率放電性能、循環(huán)性能和安全性能。(2)本發(fā)明的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池由2-5個(gè)卷繞電芯內(nèi)部并聯(lián)后再經(jīng)鋁塑膜封裝而成,能夠有效地降低電池內(nèi)阻,提高電池倍率放電性能,同時(shí)具有很高的生產(chǎn)效率,降低了電池的生產(chǎn)成本。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1和比較例1制備的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池1c充放電1000次循環(huán)對比曲線。
具體實(shí)施方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明方案,下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1:
本實(shí)施例的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池,是由2個(gè)卷繞電芯內(nèi)部并聯(lián)后再經(jīng)鋁塑膜封裝而成;每個(gè)電芯都分別包括正極片、隔離膜、負(fù)極片、電解液和極耳;正極片是由經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的正極漿料涂布制得的;負(fù)極片是由經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的負(fù)極漿料涂布制得的;每個(gè)電芯包括正極極耳和負(fù)極極耳,其中正極極耳采用純度大于99%鋁合金,寬度為50mm,厚度為0.30mm,負(fù)極極耳采用銅鍍鎳材質(zhì),寬度為50mm,厚度為0.30mm;正極漿料涂布單面面密度為120g/㎡;所述的負(fù)極漿料涂布單面面密度為60g/㎡。
上述的經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的正極漿料,是由以下制備步驟制得的:(1)在攪拌機(jī)中將整個(gè)正極漿料固體含量的4.0%聚偏氟乙烯(pvdf)加入到n-甲基吡咯烷酮(nmp)溶劑中,以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空攪拌得到粘結(jié)劑漿料;在粘結(jié)劑漿料中加入2.0%磷酸鐵鋰、1.0%碳納米管和1.5%炭黑,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌得到含有少量磷酸鐵鋰的正極導(dǎo)電劑漿料;(2)將上述導(dǎo)電劑漿料全部轉(zhuǎn)入帶有鋯珠的砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨超細(xì)分散,轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/min,氧化鋯研磨珠大小為1.0mm,研磨過程中開啟冷卻循環(huán)水降溫,得到超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料;(3)在上述超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料分兩次加入占整個(gè)正極漿料固體含量91.5%的磷酸鐵鋰,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌,再冷卻至室溫,過150目篩網(wǎng)制得正極漿料。
上述的經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的負(fù)極漿料,是由以下制備步驟制得的:(1)在攪拌機(jī)中將整個(gè)負(fù)極漿料固體含量的2.0%粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉(cmc)加入到溶劑水中,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高溫?cái)嚢璧玫秸辰Y(jié)劑漿料;在粘結(jié)劑漿料中加入含有0.5%碳納米管和1.0%炭黑,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌得到負(fù)極導(dǎo)電劑漿料;(2)將上述導(dǎo)電劑漿料全部轉(zhuǎn)入帶有鋯珠的砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨超細(xì)分散,轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/min,氧化鋯研磨珠大小為1.0mm,研磨過程中開啟冷卻循環(huán)水降溫,得到超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料;(3)在上述超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料分兩次加入占整個(gè)負(fù)極漿料固體含量94.0%的負(fù)極材料人造石墨,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌;攪拌結(jié)束前1小時(shí)加入占整個(gè)負(fù)極漿料固體含量2.5%丁苯橡膠(sbr)粘結(jié)劑,以自轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌,再冷卻至室溫,過150目篩網(wǎng)制得負(fù)極漿料。
實(shí)施例2:
本實(shí)施例的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池,是由5個(gè)卷繞電芯內(nèi)部并聯(lián)后再經(jīng)鋁塑膜封裝而成;每個(gè)電芯都分別包括正極片、隔離膜、負(fù)極片、電解液和極耳;正極片是由經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的正極漿料涂布制得的;負(fù)極片是由經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的負(fù)極漿料涂布制得的;每個(gè)電芯包括正極極耳和負(fù)極極耳,其中正極極耳采用純度大于99%鋁合金,寬度為30mm,厚度為0.20mm,負(fù)極極耳采用銅鍍鎳材質(zhì),寬度為30mm,厚度為0.20mm;正極漿料涂布單面面密度為170g/㎡;所述的負(fù)極漿料涂布單面面密度為90g/㎡。
上述的經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的正極漿料,是由以下制備步驟制得的:(1)在攪拌機(jī)中將整個(gè)正極漿料固體含量的2.0%聚偏氟乙烯(pvdf)加入到n-甲基吡咯烷酮(nmp)溶劑中,以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空攪拌得到粘結(jié)劑漿料;在粘結(jié)劑漿料中加入1.0%磷酸鐵鋰、0.5%碳納米管和1.0%炭黑,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌得到含有少量磷酸鐵鋰的正極導(dǎo)電劑漿料;(2)將上述導(dǎo)電劑漿料全部轉(zhuǎn)入帶有鋯珠的砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨超細(xì)分散,轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/min,氧化鋯研磨珠大小為1.0mm,研磨過程中開啟冷卻循環(huán)水降溫,得到超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料;(3)在上述超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料分兩次加入占整個(gè)正極漿料固體含量95.5%的磷酸鐵鋰,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌,再冷卻至室溫,過150目篩網(wǎng)制得正極漿料。
上述的經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的負(fù)極漿料,是由以下制備步驟制得的:(1)在攪拌機(jī)中將整個(gè)負(fù)極漿料固體含量的1.0%粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉(cmc)加入到溶劑水中,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高溫?cái)嚢璧玫秸辰Y(jié)劑漿料;在粘結(jié)劑漿料中加入含有0.2%碳納米管和0.5%炭黑,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌得到負(fù)極導(dǎo)電劑漿料;(2)將上述導(dǎo)電劑漿料全部轉(zhuǎn)入帶有鋯珠的砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨超細(xì)分散,轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/min,氧化鋯研磨珠大小為1.0mm,研磨過程中開啟冷卻循環(huán)水降溫,得到超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料;(3)在上述超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料分兩次加入占整個(gè)負(fù)極漿料固體含量96.8%的負(fù)極材料人造石墨,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌;攪拌結(jié)束前1小時(shí)加入占整個(gè)負(fù)極漿料固體含量1.5%丁苯橡膠(sbr)粘結(jié)劑,以自轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌,再冷卻至室溫,過150目篩網(wǎng)制得負(fù)極漿料。
實(shí)施例3:
本實(shí)施例的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池,是由4個(gè)卷繞電芯內(nèi)部并聯(lián)后再經(jīng)鋁塑膜封裝而成;每個(gè)電芯都分別包括正極片、隔離膜、負(fù)極片、電解液和極耳;正極片是由經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的正極漿料涂布制得的;負(fù)極片是由經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的負(fù)極漿料涂布制得的;每個(gè)電芯包括正極極耳和負(fù)極極耳,其中正極極耳采用純度大于99%鋁合金,寬度為40mm,厚度為0.25mm,負(fù)極極耳采用銅鍍鎳材質(zhì),寬度為40mm,厚度為0.25mm;正極漿料涂布單面面密度為150g/㎡;所述的負(fù)極漿料涂布單面面密度為75g/㎡。
上述的經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的正極漿料,是由以下制備步驟制得的:(1)在攪拌機(jī)中將整個(gè)正極漿料固體含量的3.0%聚偏氟乙烯(pvdf)加入到n-甲基吡咯烷酮(nmp)溶劑中,以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空攪拌得到粘結(jié)劑漿料;在粘結(jié)劑漿料中加入1.5%磷酸鐵鋰、0.8%碳納米管和1.2%炭黑,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌得到含有少量磷酸鐵鋰的正極導(dǎo)電劑漿料;(2)將上述導(dǎo)電劑漿料全部轉(zhuǎn)入帶有鋯珠的砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨超細(xì)分散,轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/min,氧化鋯研磨珠大小為1.0mm,研磨過程中開啟冷卻循環(huán)水降溫,得到超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料;(3)在上述超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料分兩次加入占整個(gè)正極漿料固體含量93.5%的磷酸鐵鋰,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌,再冷卻至室溫,過150目篩網(wǎng)制得正極漿料。
上述的經(jīng)預(yù)砂磨工藝制備的負(fù)極漿料,是由以下制備步驟制得的:(1)在攪拌機(jī)中將整個(gè)負(fù)極漿料固體含量的1.5%粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉(cmc)加入到溶劑水中,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高溫?cái)嚢璧玫秸辰Y(jié)劑漿料;在粘結(jié)劑漿料中加入含有0.4%碳納米管和0.8%炭黑,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌得到負(fù)極導(dǎo)電劑漿料;(2)將上述導(dǎo)電劑漿料全部轉(zhuǎn)入帶有鋯珠的砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨超細(xì)分散,轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/min,氧化鋯研磨珠大小為1.0mm,研磨過程中開啟冷卻循環(huán)水降溫,得到超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料;(3)在上述超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料分兩次加入占整個(gè)負(fù)極漿料固體含量95.3%的負(fù)極材料人造石墨,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌;攪拌結(jié)束前1小時(shí)加入占整個(gè)負(fù)極漿料固體含量2.0%丁苯橡膠(sbr)粘結(jié)劑,以自轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌,再冷卻至室溫,過150目篩網(wǎng)制得負(fù)極漿料。
比較例1:
本比較例的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池,是由1個(gè)卷繞電芯再經(jīng)鋁塑膜封裝而成;包括正極片、隔離膜、負(fù)極片、電解液和極耳;正極片是經(jīng)正極漿料涂布制得的;負(fù)極片是經(jīng)負(fù)極漿料涂布制得的;電芯包括正極極耳和負(fù)極極耳,其中正極極耳采用純度大于99%鋁合金,寬度為40mm,厚度為0.20mm,負(fù)極極耳采用銅鍍鎳材質(zhì),寬度為40mm,厚度為0.20mm;正極漿料涂布單面面密度控制在150g/㎡之間;所述的負(fù)極漿料涂布單面面密度控制在80g/㎡之間。
上述的正極漿料,是由以下制備步驟制得的:(1)在攪拌機(jī)中將整個(gè)正極漿料固體含量的3.5%聚偏氟乙烯(pvdf)加入到n-甲基吡咯烷酮(nmp)溶劑中,以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空攪拌得到粘結(jié)劑漿料;在粘結(jié)劑漿料中加入1.5%炭黑,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌得到正極導(dǎo)電劑漿料;(2)在上述正極導(dǎo)電劑漿料分兩次加入占整個(gè)正極漿料固體含量95.0%的磷酸鐵鋰,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌,再冷卻至室溫,過150目篩網(wǎng)制得正極漿料。
上述的負(fù)極漿料,是由以下制備步驟制得的:(1)在攪拌機(jī)中將整個(gè)負(fù)極漿料固體含量的1.5%粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉(cmc)加入到溶劑水中,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高溫?cái)嚢璧玫秸辰Y(jié)劑漿料;在粘結(jié)劑漿料中加入1.0%炭黑,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌得到負(fù)極導(dǎo)電劑漿料;(2)在上述超細(xì)分散的導(dǎo)電劑漿料分兩次加入占整個(gè)負(fù)極漿料固體含量95.0%的負(fù)極材料人造石墨,在攪拌機(jī)中以自轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌;攪拌結(jié)束前1小時(shí)加入占整個(gè)負(fù)極漿料固體含量2.5%丁苯橡膠(sbr)粘結(jié)劑,以自轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)/min,公轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)/min的速度進(jìn)行真空高速攪拌,再冷卻至室溫,過150目篩網(wǎng)制得負(fù)極漿料。
表1是各實(shí)施例和比較例制備的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池的性能對比。
表1:各實(shí)施例和比較例制備的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池性能
從圖1曲線和表1數(shù)據(jù)可以看出,實(shí)施例1制備的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池3c/1c倍率放電容量比率為94.3%,1c充放電循環(huán)1000次,容量保持率仍然為在91.6%,而比較例1制備的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池3c/1c倍率放電容量比率僅為86.4%,1c充放電循環(huán)1000次,容量保持率僅為83.3%。因此在相同設(shè)計(jì)容量下,本發(fā)明的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池具有更高的體積能量密度、優(yōu)異的倍率放電性能和循環(huán)性能。
本發(fā)明的一種動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池,采用含量少的正極材料磷酸鐵鋰與碳納米管及炭黑帶有鋯珠的砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨超細(xì)分散,形成一種含有正極材料納米顆粒分散的碳納米管/炭黑復(fù)合導(dǎo)電劑,可以在一定的程度上降低導(dǎo)電劑的含量,提高活性物質(zhì)的含量,從而提高電池的體積能量密度;可以有效地在具有微米級(jí)二次顆粒正極材料磷酸鐵鋰的表面覆蓋形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而極大地縮短了鋰離子的嵌入/脫嵌距離,減小了極化,提高了電池的倍率放電性能、循環(huán)性能和安全性能;本發(fā)明的動(dòng)力儲(chǔ)能聚合物鋰離子電池由2-5個(gè)卷繞電芯內(nèi)部并聯(lián)后再經(jīng)鋁塑膜封裝而成,能夠有效地降低電池內(nèi)阻,提高電池倍率放電性能,同時(shí)具有很高的生產(chǎn)效率,降低了電池的生產(chǎn)成本。
應(yīng)當(dāng)理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,并不足以限制本發(fā)明的技術(shù)方案,對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),可以根據(jù)上述說明加以增減、替換、變換或改進(jìn),而所有這些增減、替換、變換或改進(jìn)后的技術(shù)方案,都應(yīng)屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍,都包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。