本發(fā)明涉及耐高溫聚合物鋰電池組合物,尤其涉及一種耐高溫聚合物鋰電池組合物及其制備方法。
背景技術(shù):
1、聚合物鋰電池在進(jìn)行制備時(shí),大多由鋰金屬或鋰合金為陰陽極材料、聚合物電解質(zhì)、隔膜等結(jié)構(gòu)進(jìn)行制作,相較于普通鋰電池,聚合物鋰電池體型較硬容量更大,且更為安全,爆炸風(fēng)險(xiǎn)小。
2、現(xiàn)有聚合物鋰電池組合物在使用的過程中,會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境的影響導(dǎo)致電池負(fù)載功率過大,從而使得聚合物鋰電池溫度過高,致使聚合物鋰電池的化學(xué)性能不穩(wěn)定,影響使用效果。
3、因此,針對(duì)上述聚合物鋰電池溫度過高,致使聚合物鋰電池的化學(xué)性能不穩(wěn)定,影響使用效果的問題,可以設(shè)計(jì)一種耐高溫聚合物鋰電池組合物及其制備方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服聚合物鋰電池溫度過高,致使聚合物鋰電池的化學(xué)性能不穩(wěn)定,影響使用效果的問題。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種耐高溫聚合物鋰電池組合物,包括如下組分:電解質(zhì)、陽極、陰極、電解液1%~9%和隔離膜;電解質(zhì)包括聚合物電解質(zhì)、固態(tài)電解質(zhì)和電解質(zhì)添加劑,聚合物電解質(zhì)包括有聚甲基丙烯酸酯,聚乙烯氧化物、聚氟乙烯、聚丙烯腈;固態(tài)電解質(zhì)為磷酸鐵鋰或硫化物、鋰鹽,且鋰鹽用量為0.1~2.5mol/l,電解質(zhì)添加劑包括有氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯。
3、作為優(yōu)選,陽極包括有陽極材料、粘結(jié)劑60%~80%和導(dǎo)電劑1%~10%,陽極材料為鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、硅基合金、石墨烯、氟代碳酸乙烯酯或碳酸亞乙烯酯。
4、作為優(yōu)選,粘結(jié)劑包括有羧基纖維素鈉和丁苯橡膠,導(dǎo)電劑為導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨、碳纖維或石墨烯。
5、作為優(yōu)選,陰極包括有陰極材料和改性劑和穩(wěn)定劑,陰極材料為人造石墨、鈦酸鋰、鎳鈷鋁氧化物、鎳鈷錳氧化物或鈷酸鋰。
6、作為優(yōu)選,穩(wěn)定劑和改性劑包括有碳納米管和炭黑。
7、作為優(yōu)選,電解液為有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、含氟化合物或聚合物基電解質(zhì),聚合物基電解質(zhì)包括有聚乙烯氧化物、聚氟乙烯等。
8、作為優(yōu)選,隔離膜材質(zhì)為陶瓷或聚合物混涂隔膜。
9、一種耐高溫聚合物鋰電池組合物制備方法,包括一種耐高溫聚合物鋰電池組合物,其步驟如下:
10、第一步,陽極材料的制備:選擇鎳鈷錳酸鋰、硅基合金等陽極材料,將陽極材料和導(dǎo)電劑1%~10%、粘結(jié)劑60%~80%混合,加入適量的溶劑進(jìn)行攪拌,制成漿料;將攪拌好的漿料通過涂布機(jī)均勻涂布在銅箔或鋁箔上,進(jìn)行烘干處理,干燥后得到陽極片;
11、第二步,陰極材料的制備:選擇石墨、鈦酸鋰等陰極材料,將陰極材料和改性劑、穩(wěn)定劑混合,加入適量的溶劑進(jìn)行攪拌,制成漿料;將攪拌好的漿料通過涂布機(jī)均勻涂布在銅箔或鋁箔上,進(jìn)行烘干處理,干燥后得到陽極片;
12、第三步,電解質(zhì)的制備:選擇聚乙烯氧化物、聚氟乙烯等材料溶解至二甲基亞砜、n-甲基吡咯烷酮溶液內(nèi),同時(shí)加入電解質(zhì)鹽加熱攪拌,溶解后的混合溶液涂布在玻璃板上,通過熱處理使溶液形成電解質(zhì)膜。
13、第四步,對(duì)烘干后的陰、陽極極片進(jìn)行壓實(shí)處理,壓實(shí)處理過程中,電解質(zhì)膜覆蓋于陰、陽極極片表面,按照尺寸對(duì)極片積電解質(zhì)膜進(jìn)行分切處理;
14、第五步,將陰、陽極極片和隔膜按照陽極-隔膜-陰極的順序疊放或卷繞成圓柱形電池芯,電解液注入至電池芯中,電解液注入后的電池芯放入電池外殼中,使用熱封或激光焊接技術(shù)對(duì)鋰電池進(jìn)行密封。
15、本發(fā)明的有益效果:
16、通過聚合物基電解質(zhì)和電解液的設(shè)置確保鋰電池組合物在高溫下保持化學(xué)穩(wěn)定性并提高電池的安全性,鎳鈷錳酸鋰、硅基合金等材料作為陽極材料確保聚合物鋰電池在高溫下保持穩(wěn)定的電化學(xué)性能,同時(shí)石墨、鈦酸鋰等材料作為陰極材料進(jìn)一步提高聚合物鋰電池組使用時(shí)的循環(huán)穩(wěn)定性和高溫性能,并且陶瓷或聚合物混涂隔膜材質(zhì)的隔膜對(duì)陰陽兩極進(jìn)行分割,避免聚合物鋰電池組合物使用時(shí)短路,同時(shí)提高耐高溫性,導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑確保電極材料的導(dǎo)電性和粘結(jié)性在高溫下不受影響。
1.一種耐高溫聚合物鋰電池組合物,其特征在于:包括如下組分:電解質(zhì)、陽極、陰極、電解液1%~9%和隔離膜;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫聚合物鋰電池組合物,其特征在于:陽極包括有陽極材料、粘結(jié)劑60%~80%和導(dǎo)電劑1%~10%,陽極材料為鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、硅基合金、石墨烯、氟代碳酸乙烯酯或碳酸亞乙烯酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫聚合物鋰電池組合物,其特征在于:粘結(jié)劑包括有羧基纖維素鈉和丁苯橡膠,導(dǎo)電劑為導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨、碳纖維或石墨烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫聚合物鋰電池組合物,其特征在于:陰極包括有陰極材料和改性劑和穩(wěn)定劑,陰極材料為人造石墨、鈦酸鋰、鎳鈷鋁氧化物、鎳鈷錳氧化物或鈷酸鋰。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐高溫聚合物鋰電池組合物,其特征在于:穩(wěn)定劑和改性劑包括有碳納米管和炭黑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫聚合物鋰電池組合物,其特征在于:電解液為有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、含氟化合物或聚合物基電解質(zhì),聚合物基電解質(zhì)包括有聚乙烯氧化物、聚氟乙烯等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫聚合物鋰電池組合物,其特征在于:隔離膜材質(zhì)為陶瓷或聚合物混涂隔膜。
8.一種耐高溫聚合物鋰電池組合物制備方法,其特征在于:包括根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的一種耐高溫聚合物鋰電池組合物,其步驟如下: