一种低温锂离子电池及其制作方法
专利汇可以提供一种低温锂离子电池及其制作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种低温 锂离子 电池 ，包括正极层、负极层、隔膜层和 电解 液，所述正极层和负极层之间通过隔膜层连接，并按照三层的连接规律依次层叠，所述正极层为多孔的正极片，所述负极层为多孔的负极片，所述隔膜层为多孔陶瓷隔膜层。制作方法包括：制作多孔的正极片、制作多孔的负极片、制作多孔陶瓷隔膜、制作电解液 溶剂 、制作 锂离子电池 ，最终制作得到低温锂离子电池。本发明全面改善了锂离子电池的低温性能，其不但具有较高的 能量 密度 和高 倍率性能 ，同时具有较高的低温性能，-40℃时容量仍能保持80%以上，满足了电池产品能够应用到更加广泛的环境 温度 技术领域的要求。，下面是一种低温锂离子电池及其制作方法专利的具体信息内容。
1.一种低温锂离子电池（100），包括：正极层（110）、负极层（120）、隔膜层（130）和电解液，其特征在于：所述正极层（110）和负极层（120）之间通过隔膜层（130）连接，并按照三层的连接规律依次层叠，所述正极层（110）为多孔的正极片，所述负极层（120）为多孔的负极片，所述隔膜层（130）为多孔陶瓷隔膜层。
2.一种低温锂离子电池的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、制作多孔的正极片：首先制作粘结剂，然后选择活性正极材料、电子导电添加剂和适量大分子增塑剂充分混合加入到粘结剂中，用搅拌机搅拌均匀后得到正极浆料，将正极浆料涂布在覆碳铝箔双面上，并将其在80℃真空烘箱内保温4小时除去粘结剂，得到除去粘结剂的正极片，再使用压延器使其致密，最后通过IPA溶剂萃取法去除正极片中的大分子增塑剂，并在110℃条件下真空干燥形成高孔隙率的多孔的正极片；
b、制作多孔的负极片：首先制作粘结剂，然后选择活性负极材料、电子导电添加剂和适量大分子增塑剂充分混合加入到粘结剂中，用搅拌机搅拌均匀后得到负极浆料，将负极浆料涂布在覆碳铜箔双面上，并将其在80℃真空烘箱内保温4小时除去粘结剂，得到除去粘结剂的负极片，再使用压延器使其致密，最后通过IPA溶剂萃取法去除负极片中的大分子增塑剂，并在110℃条件下真空干燥形成高孔隙率的多孔的负极片；
c、制作多孔陶瓷隔膜：采用静电纺丝法在陶瓷隔膜的表面上涂上纳米氧化铝涂层，在烤箱内去除涂层溶剂，得到具有高孔隙率和高润滋性的多孔陶瓷隔膜，且多孔陶瓷隔膜的孔隙率＞45%。
d、制作电解液溶剂：采用低粘度、低熔点的溶剂和低温下仍具有较高低温离子电导率的锂盐组合，得到锂盐-溶剂组合。
e、制作锂离子电池：将正极片和负极片之间放置陶瓷隔膜，按照负极片上依次层叠陶瓷隔膜、正极片、陶瓷隔膜、负极片、陶瓷隔膜、正极片这样的顺序放置，在一定温度下施加一定压力使各层次接触更加密实，然后加入电解液，按照普通的软包电池的制作工作最终制作得到低温锂离子电池。
3.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述粘结剂的制作是在丙酮中加入可溶于丙酮类的聚偏氟乙烯共聚物PVDF-HFP(偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物)、 聚丙烯晴(PAN), 聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚氧化乙烯中至少一种。
4.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述活性正极材料为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元、磷酸铁锂、镍钴铝中的至少一种；所述活性负极材料为钛酸锂、中间相碳微球、人造石墨中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述电子导电添加剂为KS6、碳纳米管、VGCF、石墨烯、Super-P中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述大分子增塑剂为PTP、DBP、DOP、DIDP中的一种。
7.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述正极片的面密度为160﹣280g/㎡，压实密度为1.0﹣2.8g/cm³；所述负极片的面密度为60﹣120g/㎡，压实密度为0.8﹣1.6g/cm³。
8.根据权利要求2所述的一种低温锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述电解液中的锂盐为LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiBC2O4F2中的至少一种,锂盐的浓度为0.7mol/L﹣2mol/L；
所述电解液中的溶剂由碳酸酯和酯类组合，所述碳酸酯为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸甲丙酯(MPC)中的至少一种；所述酯类为γ-丁内酯（BL）、甲酸甲酯（MF）、甲酸乙酯（EF）、乙酸甲酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、丙酸乙酯（EP）、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯（EB）中的至少一种。
一种低温锂离子电池及其制作方法
技术领域
背景技术
发明内容
本发明提供了一种低温锂离子电池，包括：正极层、负极层、隔膜层和电解液，所述正极层和负极层之间通过隔膜层连接，并按照三层的连接规律依次层叠，所述正极层为多孔的正极片，所述负极层为多孔的负极片，所述隔膜层为多孔陶瓷隔膜层。
b、制作多孔的负极片：首先制作粘结剂，然后选择活性负极材料、电子导电添加剂和适量大分子增塑剂充分混合加入到粘结剂中，用搅拌机搅拌均匀后得到负极浆料，将负极浆料涂布在覆碳铜箔双面上，并将其在80℃真空烘箱内保温4小时除去粘结剂，得到除去粘结剂的负极片，再使用压延器使其致密，最后通过IPA溶剂萃取法去除负极片中的大分子增塑剂，并在110℃条件下真空干燥形成高孔隙率的多孔的负极片；
c、制作多孔陶瓷隔膜：采用静电纺丝法在陶瓷隔膜的表面上涂上纳米氧化铝涂层，在烤箱内去除涂层溶剂，得到具有高孔隙率和高润滋性的多孔陶瓷隔膜，且多孔陶瓷隔膜的孔隙率＞45%。
（1）锂离子电池通过选择活性正极材料、电子导电添加剂和适量大分子增塑剂充分混合加入到粘结剂中，搅拌均匀后涂布在覆碳铝箔的正反面上，形成的正极片具有高孔隙率、压实密度和面密度可控特性；通过选择活性负极材料和电子导电添加剂并加入适当大分子增塑剂，并通过粘结剂涂布在覆碳铜箔上，形成的负极片具有高孔隙率、压实密度和面密度可控特性。由此当锂离子在低温度下传输时非常顺畅，同时保证了较高的能量密度；同时，通过选择低粘度、低熔点的溶剂以及在低温下仍具有较高低温离子电导率的锂盐-溶剂组合，和低温下具有高孔隙率和高润滋性的多孔陶瓷隔膜，所制备的锂离子电池在极低的温度（-40℃）条件下仍保持超过80%的放电容量，具有良好的低温电化学性能。这样扩大锂离子电池的低温工作温度范围，解决了锂离子电池在极低温度下的电动车和储能的应用。
图中：电池100、正极层110、负极层120、隔膜层130。
具体实施方式
一种低温锂离子电池的制作方法，包括以下步骤：
a、制作多孔的正极片：首先将7克聚偏氟乙烯共聚物(PVDF-HFP)加入到180克丙酮中使其充分搅拌溶解形成粘结剂，然后将60克增塑剂DBP、140克三元活性正极材料、2.5%的碳纳米管导电剂和1.5%的Super-P导电剂充分混合后加入到上述粘结剂中，用搅拌机搅拌均匀后得到正极浆料，将正极浆料涂布在覆碳铝箔双面上，并将其在80℃真空烘箱内保温4小时除去粘结剂，得到除去粘结剂的正极片，再使用压延器使其致密，最后通过IPA溶剂萃取法去除正极片中的大分子增塑剂DBP，并在110℃条件下真空干燥形成高孔隙率的多孔的正极片，得到正极片的压实密度为1.0g/cm3；
b、制作多孔的负极片：首先将7克聚偏氟乙烯共聚物(PVDF-HFP)加入到180克丙酮中使其充分搅拌溶解形成粘结剂，将60克增塑剂DBP、70克复合碳活性负极材料、1.5%的碳纳米管导电剂和1.0%的Super-P导电剂充分混合后加入到上述粘结剂中，用搅拌机搅拌均匀后得到负极浆料，将负极浆料涂布在覆碳铜箔双面上，并将其在80℃真空烘箱内保温4小时除去粘结剂，得到除去粘结剂的负极片，再使用压延器使其致密，最后通过IPA溶剂萃取法去除负极片中的大分子增塑剂DBP，并在110℃条件下真空干燥形成高孔隙率的多孔的负极片，得到负极片压实密度为0.8g/cm³；
c、制作多孔陶瓷隔膜：采用静电纺丝法在陶瓷隔膜的表面上涂上纳米氧化铝涂层，在烤箱内去除涂层溶剂，得到具有高孔隙率和高润滋性的多孔陶瓷隔膜，且多孔陶瓷隔膜的孔隙率＞45%。
a、制作多孔的正极片：首先将7克聚偏氟乙烯共聚物(PVDF-HFP)加入到180克丙酮中使其充分搅拌溶解形成粘结剂，然后将60克增塑剂DBP、140克三元活性正极材料、2.5%的碳纳米管导电剂和1.5%的Super-P导电剂充分混合后加入到上述粘结剂中，用搅拌机搅拌均匀后得到正极浆料，将正极浆料涂布在覆碳铝箔双面上，并将其在80℃真空烘箱内保温4小时除去粘结剂，得到除去粘结剂的正极片，再使用压延器使其致密，最后通过IPA溶剂萃取法去除正极片中的大分子增塑剂DBP，并在110℃条件下真空干燥形成高孔隙率的多孔的正极片，得到正极片的压实密度为1.9g/cm3；
b、制作多孔的负极片：首先将7克聚偏氟乙烯共聚物(PVDF-HFP)加入到180克丙酮中使其充分搅拌溶解形成粘结剂，将60克增塑剂DBP、70克复合碳活性负极材料、1.5%的碳纳米管导电剂和1.0%的Super-P导电剂充分混合后加入到上述粘结剂中，用搅拌机搅拌均匀后得到负极浆料，将负极浆料涂布在覆碳铜箔双面上，并将其在80℃真空烘箱内保温4小时除去粘结剂，得到除去粘结剂的负极片，再使用压延器使其致密，最后通过IPA溶剂萃取法去除负极片中的大分子增塑剂DBP，并在110℃条件下真空干燥形成高孔隙率的多孔的负极片，得到负极片压实密度为1.2g/cm³；
c、制作多孔陶瓷隔膜：采用静电纺丝法在陶瓷隔膜的表面上涂上纳米氧化铝涂层，在烤箱内去除涂层溶剂，得到具有高孔隙率和高润滋性的多孔陶瓷隔膜，且多孔陶瓷隔膜的孔隙率＞45%。
a、制作多孔的正极片：首先将7克聚偏氟乙烯共聚物(PVDF-HFP)加入到180克丙酮中使其充分搅拌溶解形成粘结剂，然后将60克增塑剂DBP、140克三元活性正极材料、2.5%的碳纳米管导电剂和1.5%的Super-P导电剂充分混合后加入到上述粘结剂中，用搅拌机搅拌均匀后得到正极浆料，将正极浆料涂布在覆碳铝箔双面上，并将其在80℃真空烘箱内保温4小时除去粘结剂，得到除去粘结剂的正极片，再使用压延器使其致密，最后通过IPA溶剂萃取法去除正极片中的大分子增塑剂DBP，并在110℃条件下真空干燥形成高孔隙率的多孔的正极片，得到正极片的压实密度为2.8g/cm3；
b、制作多孔的负极片：首先将7克聚偏氟乙烯共聚物(PVDF-HFP)加入到180克丙酮中使其充分搅拌溶解形成粘结剂，将60克增塑剂DBP、70克复合碳活性负极材料、1.5%的碳纳米管导电剂和1.0%的Super-P导电剂充分混合后加入到上述粘结剂中，用搅拌机搅拌均匀后得到负极浆料，将负极浆料涂布在覆碳铜箔双面上，并将其在80℃真空烘箱内保温4小时除去粘结剂，得到除去粘结剂的负极片，再使用压延器使其致密，最后通过IPA溶剂萃取法去除负极片中的大分子增塑剂DBP，并在110℃条件下真空干燥形成高孔隙率的多孔的负极片，得到负极片压实密度为1.6g/cm³；
c、制作多孔陶瓷隔膜：采用静电纺丝法在陶瓷隔膜的表面上涂上纳米氧化铝涂层，在烤箱内去除涂层溶剂，得到具有高孔隙率和高润滋性的多孔陶瓷隔膜，且多孔陶瓷隔膜的孔隙率＞45%。
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