包括50%炭黑、50%碳納米管,將混 合物加入N-甲基化咯燒酬(NI巧溶劑進行攬拌,制成陰極漿料,然后涂敷在侶錐上進行烘 干,烘干后進行娠壓和分切操作,制成陰極片。
[0050]石墨、聚偏氣乙締(PVD巧、導(dǎo)電碳材料混合物分別按照質(zhì)量比為94 :3 :3的比例混 合得到混合物,其中導(dǎo)電碳材料混合物包括50 %炭黑、50 %碳納米管,將混合物加入N-甲 基化咯燒酬(NI巧溶劑進行攬拌,制成陽極漿料,然后涂敷在銅錐上進行烘干,烘干后進行 娠壓和分切操作,制成陽極片。
[0051]電池的其他制備方法同實施例1,然后將所制備的電池置于充放電設(shè)備上進行2C倍率的充放電操作,充電曲線如圖4所示,整體充電時間76. 5分鐘,充電的前30分鐘充入 了整體88. 1 %的電量。 陽0巧 實施例3
[0053]將鉆酸裡、聚偏氣乙締(PVD巧、導(dǎo)電碳材料混合物的分別按照質(zhì)量比98. 5:0.6 : 0.9的比例混合得到混合物,其中導(dǎo)電碳材料混合物包括50%炭黑、50%碳納米管,將混合 物加入N-甲基化咯燒酬(NMP)溶劑進行攬拌,制成陰極漿料,然后涂敷在侶錐上進行烘干, 烘干后進行娠壓和分切操作,制成陰極片。
[0054]石墨、聚偏氣乙締(PVD巧、導(dǎo)電碳材料混合物分別按照質(zhì)量比為90 :6 :2的比例混 合得到混合物,其中導(dǎo)電碳材料混合物包括50 %炭黑、50 %碳納米管,將混合物加入N-甲 基化咯燒酬(NI巧溶劑進行攬拌,制成陽極漿料,然后涂敷在銅錐上進行烘干,烘干后進行 娠壓和分切操作,制成陽極片。 陽化5] 電池的其他制備方法同實施例1,所制備的電池置于充放電設(shè)備上進行2C倍率的 充放電操作,充電曲線如圖5所示,整體充電時間78. 1分鐘,充電的前30分鐘充入了整體 86. 9%的電量。
[0056] 實施例4
[0057]將鉆酸裡、聚偏氣乙締(PVD巧、導(dǎo)電碳材料混合物的分別按照質(zhì)量比96. 5 :1. 5 :2 的比例混合得到混合物,其中導(dǎo)電碳材料混合物中包括50%炭黑、50%碳纖維和25%片狀 石墨,將混合物加入N-甲基化咯燒酬(NMP)溶劑進行攬拌,制成陰極漿料,然后涂敷在侶錐 上進行烘干,烘干后進行娠壓和分切操作,制成陰極片。
[0058]石墨、聚偏氣乙締(PVD巧、導(dǎo)電碳材料混合物分別按照質(zhì)量比為94 :3 :3的比例混 合得到混合物,其中導(dǎo)電碳材料混合物中包括50%炭黑、50%碳纖維和25%片狀石墨,將 混合物加入N-甲基化咯燒酬(NI巧溶劑進行攬拌,制成陽極漿料,然后涂敷在銅錐上進行 烘干,烘干后進行娠壓和分切操作,制成陽極片。
[0059]其余制備方法同實施例1。 W60] 實施例5
[0061] 與實施例4不同之處在于:陰極或陽極漿料中導(dǎo)電碳材料混合物包括75%炭黑、 25 %碳纖維。 陽0創(chuàng)實施例6
[0063]與實施例4不同之處在于:陰極或陽極漿料中導(dǎo)電碳材料混合物包括50%炭黑、 25%碳納米管和25%片狀石墨。
[0064] 實施例7 陽0化]與實施例4不同之處在于:陰極或陽極漿料中導(dǎo)電碳材料混合物包括50%炭黑、 50 %碳納米管。
[0066]實施例8
[0067] 與實施例4不同之處在于:陰極或陽極漿料中導(dǎo)電碳材料混合物包括30%炭黑、 50 %碳纖維和20 %片狀石墨。
[0068] 實施例9 W例與實施例4不同之處在于:陰極或陽極漿料中導(dǎo)電碳材料混合物包括10%炭黑、 80%碳納米管和10%片狀石墨。
[0070] 將實施例4-9制得的裡離子電池置于充放電設(shè)備上進行2C倍率的充放電操作,充 電曲線如圖6所示,并測試電池的充電能力,見下表:
[0071] 表1不同形貌導(dǎo)電碳材料的配比及其充電時間
[0073] 將圖6與表1中裡離子電池的充放電循環(huán)性能測試數(shù)據(jù)的對比可W看出:隨著線 狀(碳納米管)或纖維狀(碳纖維)材料的增加,線狀或纖維狀碳材料所構(gòu)建的空間導(dǎo)電 網(wǎng)逐漸變密,導(dǎo)電性逐漸增強,使得電池的充電能力逐漸增強,表現(xiàn)為充電時間的減少和30 分鐘內(nèi)充入電量的增加。當(dāng)線狀或纖維狀碳材料含量在25%W上時,所有電池充電時間均 在80分鐘W內(nèi),前30分鐘充入電量均在87%W上。
[0074] 如圖7所示,將導(dǎo)電碳材料混合物采用25%含量碳纖維制備的電池(實施例4)在 溫度為25°C、充電倍率為2C、放電倍率為IC的條件下進行循環(huán)測試,充放電循環(huán)1000次, 容量依然保持85%W上。
[0075] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用W限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種高能量密度快充型聚合物鋰離子電池用導(dǎo)電劑,其特征在于:所述導(dǎo)電劑為導(dǎo) 電碳材料混合物,所述導(dǎo)電碳材料混合物包括A和B兩組分,其中A組分為線狀碳材料、纖 維狀碳材料的一種或兩種;B組分包括分點狀、球狀、片狀碳材料中的一種或兩種以上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能量密度快充型聚合物鋰離子電池用導(dǎo)電劑,其特征在 于:所述導(dǎo)電碳材料混合物中A組分與B組分的質(zhì)量比為(1-4)份:(1-3)份,優(yōu)選地,所述 導(dǎo)電碳材料混合物中A組分與B組分的質(zhì)量比為4:1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高能量密度快充型聚合物鋰離子電池用導(dǎo)電劑,其特征 在于:所述點狀碳材料為炭黑,所述球狀碳材料為碳球,所述片狀碳材料為片狀石墨,所述 線狀碳材料為碳納米管,所述纖維狀碳材料為碳纖維。4. 一種高能量密度快充型聚合物鋰離子電池陰極材料,其特征在于:所述陰極材料中 包含權(quán)利要求1-3中任一項所述的導(dǎo)電劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高能量密度快充型聚合物鋰離子電池陰極材料,其特征 在于:所述陰極材料還包括陰極活性物質(zhì)、聚偏氟乙烯(PVDF),所述陰極活性物質(zhì)的質(zhì) 量占陰極材料總質(zhì)量的94%-98. 5%,聚偏氟乙烯(PVDF)的質(zhì)量占陰極材料總質(zhì)量的 0.6% -2.0%,其余為導(dǎo)電劑。6. -種高能量密度快充型聚合物鋰離子電池陽極材料,其特征在于:所述陽極材料中 包含權(quán)利要求1-3中任一項所述的導(dǎo)電劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高能量密度快充型聚合物鋰離子電池陽極材料,其特征 在于:所述陽極材料還包括陽極活性物質(zhì)、聚偏氟乙烯(PVDF),所述陽極活性物質(zhì)的質(zhì) 量占陽極材料總質(zhì)量的90%-97%,聚偏氟乙烯(PVDF)的質(zhì)量占陽極材料總質(zhì)量的 2.0% -6.0%,其余為導(dǎo)電劑。8. -種高能量密度快充型聚合物鋰離子電池,其特征在于:包括由權(quán)利要求6或7所 述的陽極材料制備的陽極和由權(quán)利要求4或5陰極材料制備的陰極,優(yōu)選地,所述電池中陽 極材料與陰極材料之間活性物質(zhì)的容量比為1. 04-1. 2。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的高能量密度快充型聚合物鋰離子電池,所述電池還包括殼 體、聚合物多孔膜以及電解液,優(yōu)選地,所述聚合物多孔膜的表面涂有的氟乙烯類共聚物, 所述殼體為厚度為〇. 06mm-0. 16mm的鋁塑包裝袋。10. -種根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的高能量密度快充型聚合物鋰離子電池的制備方法, 其特征在于:包括如下步驟: 將陰極活性物質(zhì)、聚偏氟乙烯(PVDF)、導(dǎo)電劑分別按照權(quán)利要求4所述的質(zhì)量比混合, 加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶劑進行攪拌,制成陰極漿料,然后涂敷在鋁箱上進行烘干,烘 干后進行碾壓和分切操作,制成陰極片備用; 將陽極活性物質(zhì)、聚偏氟乙烯(PVDF)、導(dǎo)電劑分別按照權(quán)利要求6所述的質(zhì)量比混合, 加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶劑進行攪拌,制成陽極漿料,然后涂敷在銅箱上進行烘干,烘 干后進行碾壓和分切操作,制成陽極片備用; 將氟乙烯類共聚物溶解在丙酮溶劑中,然后涂敷在隔離膜表面,制成聚合物多孔膜; 將制備好的陰極片和陽極片之間加入聚合物多孔膜進行卷繞,制成卷芯; 通過封裝、注液、熱聚合、化成、排氣等操作制作成聚合物電池。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高能量密度快充型聚合物鋰離子電池及其制備方法,該電池內(nèi)導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳材料混合物,所述導(dǎo)電碳材料混合物包括A和B兩組分,其中A組分為線狀碳材料、纖維狀碳材料的一種或兩種;B組分包括分點狀、球狀、片狀碳材料中的一種或兩種以上。本發(fā)明所述的高能量密度快充型聚合物鋰離子電池中的纖維狀導(dǎo)電碳材料在混合過程中會將正負(fù)極內(nèi)的活性物質(zhì)表面包裹起來,形成空間導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),在大電流充電的同時可使電流迅速導(dǎo)向電極內(nèi)部的活性物質(zhì),加快其化學(xué)反應(yīng)。
【IPC分類】H01M2/02, H01M4/62, H01M2/16, H01M10/0525, H01M10/0587, H01M2/18
【公開號】CN105428657
【申請?zhí)枴緾N201510791130
【發(fā)明人】李興旺, 李文文, 鄭彥俊, 王立仕, 王馳偉
【申請人】天津市捷威動力工業(yè)有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月17日