三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池及其制作方法
【技術領域】
[0002] 本發(fā)明涉及鋰離子動力電池，特別涉及一種安全長壽命的新型三元混合錳酸鋰鋰 離子動力電池，以及該種鋰離子動力電池的制造方法。
【背景技術】
[0003] 隨著人們對于環(huán)境保護意識的加強，汽車尾氣所帶來的環(huán)境污染和全球氣候變暖 現(xiàn)象已經(jīng)引起了廣泛的關注，為了根治汽車尾氣對環(huán)境污染和全球氣候變暖現(xiàn)象以及緩解 石油資源日益減少帶來的能源危機，節(jié)能環(huán)保的電動汽車的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化成為全世 界關注的問題。然而，制約電動汽車發(fā)展的最大瓶頸就是動力電池的安全性和壽命。鋰離 子電池以其高能量、高功率、長壽命、安全性好、自放電小、對環(huán)境友好等優(yōu)點被人們公認為 電動車的動力電源。因而提高鋰離子動力電池的重量比能量、體積比功率、安全性以及使用 壽命，成為鋰離子動力電池在電動汽車上應用更為廣泛的先決條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明公開了一種安全長壽命的新型三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池及其制造 方法，在于克服鋰離子電池應用于電動汽車上的使用壽命短、重量比能量低以及安全性差 等缺點。
[0005] 本發(fā)明公開了一種三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池，包括負極、正極、隔膜、電解 液、鋁塑膜殼體，其中正極、負極以及正負極間的隔膜組成電池電芯，電芯采用依次排列的 隔膜、負極、隔膜、正極和隔膜疊片結(jié)構，正極由正極漿料涂覆在正極集流體組成，負極由負 極楽料負極集流體組成，正極楽料由正極活性物質(zhì)、導電劑、粘結(jié)劑組成，負極楽料由負極 活性物質(zhì)、導電劑、增稠劑、粘結(jié)劑組成，其特征是，所述正極為n個，負極為n+1個，其中n 為整數(shù)。
[0006] 所述正極活性物質(zhì)組分和質(zhì)量含量為：鎳鈷錳酸鋰45%，錳酸鋰55% ;所述的正極 的導電劑采用導電碳黑和導電石墨的混合物，正極的粘結(jié)劑采用聚偏氟氯乙烯，正極集流 體采用鋁箔。
[0007] 所述正極漿料的組分以及重量百分比為：43%的鎳鈷錳酸鋰；52%的錳酸鋰；1. 0% 的導電碳黑；1. 〇%的導電石墨；3. 0%的聚偏氟氯乙烯。
[0008] 所述的負極的導電劑采用導電碳黑；增稠劑采用羧甲基纖維素鈉；粘結(jié)劑采用丁 苯橡膠；負極集流體采用銅箔。
[0009] 所述的負極漿料的組分以及重量百分比為：95%的人造石墨；1.0%的導電碳黑； 1. 5%的羧甲基纖維素鈉；2. 5%的丁苯橡膠。
[0010] 三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池的制作方法，包括如下步驟： 1)正極漿料的制備，將聚偏氟氯乙烯加入一定量的N-甲基吡咯烷酮中，通循環(huán)水冷卻 下真空攪拌4小時，隨后加入導電碳黑和導電石墨，攪拌3小時，然后加入混合均勻的導電 活性物質(zhì)鎳鈷錳酸鋰和錳酸鋰，加完料后攪拌4小時，得到的漿料過150目篩1次； 2) 負極漿料的制備，將羧甲基纖維素鈉加入到一定量的去離子水中，通循環(huán)水冷卻下 真空攪拌4小時，隨后加入導電碳黑，攪拌1小時，然后加入人造石墨攪拌4小時，最后加入 丁苯橡膠攪拌2小時，得到的漿料過150目篩1次； 3) 正極漿料對集流體鋁箔進行涂覆，涂覆厚度為16ym，負極漿料對集流體銅箔進行 涂覆，涂覆厚度為lOum; 4) 將涂覆好漿料的正負極卷料放入烘箱中進行真空烘烤，烘烤溫度為105度，烘烤時 間為12小時，以除去水分； 5) 對正負極片進行輥壓，將輥壓好的正負極片進行模切，切除的極片尺寸根據(jù)電池需 求設計； 6) 將依次排列的隔膜、負極、隔膜、正極進行疊片，形成電芯結(jié)構，所述的隔膜采用厚度 為20ym的隔膜； 7) 將正負極極耳通過超聲焊焊接固定在正負極極片上，同時極耳上留有纖維密封膠； 8) 將焊完極耳的電芯放入沖好的鋁塑膜殼體中，將鋁塑膜的頂側(cè)和未留氣袋的一側(cè)封 住； 9) 將包裝了鋁塑膜的電芯放入烤箱中，真空80度烘烤48小時，電芯在環(huán)境濕度小 于-50%RH時注入鋰離子電解液，然后真空封裝電池帶氣袋的側(cè)邊； 10) 將注液后的電池芯常溫靜置24小時； 11) 電池化成：在溫度為40攝氏度壓力為1000公斤條件下進行高溫加壓化成，化成工 藝為0. 02C充電0. 5小時，0. 05C充電4小時，0. 2C充電4小時； 12) 將化成后的電池常溫擱置12小時，然后對擱置后的電池進行二次封裝、裁邊、整 形； 13) 電池分容：分容工藝為0. 5C恒流充電至4. 2V，再在4. 2V下恒流充電，截止電流為 0. 02C，然后0. 5C恒流放電至2. 75V。
[0011] 正極輥壓后的壓實密度為3. 4g/cm3,負極輥壓后的壓實密度為1. 5g/cm3。
[0012] 單純的錳酸鋰動力電池具有一致性好和安全性好的優(yōu)點，然而由于錳酸鋰的克容 量發(fā)揮較低而限制了純錳酸鋰動力電池的應用；雖然鎳鈷錳酸鋰具有較高的克容量，但是 鎳鈷錳酸鋰三元電池的安全性差成為了其致命缺點。本發(fā)明綜合了這兩種動力電池的優(yōu) 點，制備出了安全長壽命的新型三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池。
【附圖說明】
[0013] 圖1為實施例1-3制作出的鋰離子動力電池的循環(huán)曲線圖。
【具體實施方式】
[0014] 實施例1 一種三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池，包括正極、負極、20ym厚的隔膜、鋰離子電解 液。鋁塑膜殼體，其中正極由正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導電劑和正極集流體組成，正極漿料 配比為：正極活性物質(zhì)采用錳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰材料；粘結(jié)劑采用聚偏氟氯乙烯；導電劑 采用導電碳黑和導電石墨；正極集流體采用16um厚的鋁箔；負極由負極材料、導電劑、增 稠劑、粘結(jié)劑和負極集流體組成，負極漿料配比為：負極材料采用人造石墨；導電劑采用導 電碳黑；增稠劑采用羧甲基纖維素鈉；粘結(jié)劑采用丁苯橡膠；負極集流體采用10 厚的銅 箔。
[0015] 三元混合錳酸鋰鋰離子動力電池制作工藝包括以下步驟： (1) 將聚偏氟氯乙烯加入一定量的N-甲基吡咯烷酮中，通循環(huán)水冷卻下真空攪拌4小 時，隨后加入導電碳黑和導電石墨，攪拌3小時，然后加入混合均勻的43%的鎳鈷錳酸鋰、 52%的錳酸鋰，加完料后攪拌4小時，得到的漿料過150目篩1次； (2) 將1. 5%的羧甲基纖維素鈉加入一定量的去離子水中，通循環(huán)水冷卻下真空攪拌4 小時，隨后加入導電碳黑，攪拌1小時，然后加入人造石墨攪拌4小時，最后加入2. 5%的丁 苯橡膠攪