本發(fā)明涉及到一種鋰電池材料體系，屬于鋰離子電池技術領域。

背景技術：

鋰電池應用至今已有幾十年的歷史。隨著科技的進步，移動電話、電動汽車等使用鋰離子電池作為電力來源的商品的得到了迅猛發(fā)展。這些商品快速發(fā)展的背后對鋰離子電池技術提出了更高的要求。比如：電動汽車的快速發(fā)展，要求鋰電池具有更高的能量密度，以提高整車續(xù)駛里程；要求鋰電池具有更好的安全性，以降低傷亡事故；要求鋰電池具有更好的倍率性能，以減少充電時間；要求鋰電池具有更好的低溫特性，以解決電動汽車冬天使用問題；要求鋰電池具有更好的循環(huán)性能，以提高整車使用壽命；要求鋰電池具有更低的價格，以降低整車成本等。

材料是電池的核心和關鍵，電池的各項性能均受材料性能制約。比如，性能優(yōu)異的正極材料可提升電池能量密度，強度高的隔膜可提升電池的安全性能，優(yōu)良的電解液可以改善電池的低溫性能，高導電的集流體可以提高電池倍率性能等。更重要的是，一個優(yōu)良、合理的電池材料組合和使用方案則可以更進一步提升電池整體性能。單一使用某一特定、優(yōu)良材料制作的鋰電池通常會具有典型的電化學特征，但將所有性能優(yōu)異材料組合起來制作的鋰電池并非就具有出色的電化學性能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種鋰電池材料體系，包括具有高容量的正極材料，具有穩(wěn)定電化學性能的負極材料，具有高安全性的隔膜，具有出色性質(zhì)的低溫電解液以及具有高導電率的集流體；通過五種電池材料的組合，發(fā)揮各材料特性，解決傳統(tǒng)電池材料體系性能不佳問題。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：一種鋰電池材料體系，包括正極材料、負極材料、隔膜、電解液、集流體；其特征在于：正極材料為具有高容量的鋰鎳鈷氧化物linixcoynzo2，（0.5≤x≤0.8，0.2≤y+z≤0.5，n=mn或al）；負極材料為人造石墨和硬碳中的一種，負極材料放電比容量不低于335mah/g；隔膜材料為al2o3或sio2陶瓷改性的聚烯烴隔膜，厚度小于30微米；電解液是最低使用溫度不高于-25攝氏度的lipf6有機溶液；集流體包括正極集流體和負極集流體，正極集流體為具有石墨烯涂層的鋁箔，涂層厚度不高于1微米，鋁箔厚度不高于15微米，負極集流體為銅箔，厚度不高于12微米；其中正極極片制作：使用機械混料機制備鋰電池正極漿料，漿料包括正極活性物質(zhì)鋰鎳鈷氧化物、導電劑乙炔黑、粘合劑聚偏氟乙烯、分散劑n-甲基吡咯烷酮。使用涂布機將正極漿料均勻涂布在石墨烯涂層鋁箔雙側，真空烘箱干燥后使用切片機沖裁成特定長、寬的正極片，一端留出極耳，即可得正極極片；

負極極片制作：使用機械混料機制備電池負極漿料，漿料包括負極活性物質(zhì)人造石墨、導電劑乙炔黑、粘合劑聚偏氟乙烯、分散劑n-甲基吡咯烷酮。使用涂布機將負極漿料均勻涂布在銅箔雙側，真空烘箱干燥后使用切片機沖裁成特定長、寬的負極片，一端留出極耳，即可得負極極片；

電池制作：將正極片用陶瓷隔膜包裹，之后將負極片疊于正極片之下，尾端對齊，層疊成相應厚度的電芯。使用鋁塑膜包裹電芯，然后注入最低使用溫度不高于-25攝氏度的電解液，經(jīng)過封裝工序最終制成軟包電池。

本發(fā)明的積極效果是保護材料體系整體，不可將某個材料單一看待，所有限定材料必須同時使用才能達到最佳效果，使用上述材料制作的鋰電池可通過常規(guī)方法組裝；相比于傳統(tǒng)電池材料體系，采用該材料體系制作的鋰離子電池性能非常優(yōu)良。電池具有較高的能量密度和功率密度，電池安全性能高，低溫放電特性出色，循環(huán)性能好。本發(fā)明的材料組合是一整體，必須同時使用才能發(fā)揮最大效應。每種材料單一使用不能達到本發(fā)明的技術效果。材料之間具有協(xié)同作用，優(yōu)勢互補。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明中所述的材料體系所制作的鋰電池示意圖。“1”代表鋁箔，“1'”代表石墨烯涂層，“2”代表負極集流體銅箔，“3”代表陶瓷隔膜，“4”代表正極材料，“5”代表負極材料。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明：

實施例1

正極極片制作：使用機械混料機制備鋰電池正極漿料，漿料包括正極活性物質(zhì)lini0.5co0.2mn0.3o2、導電劑乙炔黑、粘合劑聚偏氟乙烯、分散劑n-甲基吡咯烷酮。使用涂布機將正極漿料均勻涂布在石墨烯涂層為1微米的鋁箔雙側（鋁箔厚度13微米），真空烘箱干燥后使用切片機沖裁成特定長、寬的正極片，一端留出極耳，即可得正極極片。

負極極片制作：使用機械混料機制備電池負極漿料，漿料包括負極活性物質(zhì)人造石墨、導電劑乙炔黑、粘合劑聚偏氟乙烯、分散劑n-甲基吡咯烷酮。使用涂布機將負極漿料均勻涂布在銅箔雙側（銅箔厚度10微米），真空烘箱干燥后使用切片機沖裁成特定長、寬的負極片，一端留出極耳，即可得負極極片。

電池制作：將正極片用al2o3陶瓷隔膜包裹，之后將負極片疊于正極片之下，尾端對齊，層疊成相應厚度的電芯。使用鋁塑膜包裹電芯，然后注入最低使用溫度為-30攝氏度的低溫電解液，經(jīng)過封裝工序最終制成25ah軟包電池。

實施例2

正極極片制作：使用機械混料機制備鋰電池正極漿料，漿料包括正極活性物質(zhì)lini0.6co0.2mn0.2o2、導電劑乙炔黑、粘合劑聚偏氟乙烯、分散劑n-甲基吡咯烷酮。使用涂布機將正極漿料均勻涂布在石墨烯涂層為0.5微米的鋁箔雙側（鋁箔厚度12微米），真空烘箱干燥后使用切片機沖裁成特定長、寬的正極片，一端留出極耳，即可得正極極片。

負極極片制作：使用機械混料機制備電池負極漿料，漿料包括負極活性物質(zhì)硬碳、導電劑乙炔黑、粘合劑聚偏氟乙烯、分散劑n-甲基吡咯烷酮。使用涂布機將負極漿料均勻涂布在銅箔雙側（銅箔厚度8微米），真空烘箱干燥后使用切片機沖裁成特定長、寬的負極片，一端留出極耳，即可得負極極片。

電池制作：將正極片用sio2陶瓷隔膜包裹，之后將負極片疊于正極片之下，尾端對齊，層疊成相應厚度的電芯。使用鋁塑膜包裹電芯，然后注入最低使用溫度為-28攝氏度的低溫電解液，經(jīng)過封裝工序最終制成25ah軟包電池。

實施例3

正極極片制作：使用機械混料機制備鋰電池正極漿料，漿料包括正極活性物質(zhì)lini0.8co0.1al0.1o2、導電劑乙炔黑、粘合劑聚偏氟乙烯、分散劑n-甲基吡咯烷酮。使用涂布機將正極漿料均勻涂布在石墨烯涂層為0.8微米的鋁箔雙側（鋁箔厚度10微米），真空烘箱干燥后使用切片機沖裁成特定長、寬的正極片，一端留出極耳，即可得正極極片。

負極極片制作：使用機械混料機制備電池負極漿料，漿料包括負極活性物質(zhì)硬碳、導電劑乙炔黑、粘合劑聚偏氟乙烯、分散劑n-甲基吡咯烷酮。使用涂布機將負極漿料均勻涂布在銅箔雙側（銅箔厚度9微米），真空烘箱干燥后使用切片機沖裁成特定長、寬的負極片，一端留出極耳，即可得負極極片。

電池制作：將正極片用sio2陶瓷隔膜包裹，之后將負極片疊于正極片之下，尾端對齊，層疊成相應厚度的電芯。使用鋁塑膜包裹電芯，然后注入最低使用溫度為-25攝氏度的低溫電解液，經(jīng)過封裝工序最終制成25ah軟包電池。

表1鋰離子電池性能參數(shù)

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