超低溫鋰電池的正極漿料及超低溫鋰電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超低溫鋰電池的正極漿料，由固體物料和溶劑混合而成，所述固體物料，按重量百分比計，由90～94%鈷酸鋰、2-6%導(dǎo)電劑和2～4%粘合劑組成。本發(fā)明還公開了一種超低溫鋰電池，包括由正極極片、負(fù)極極片和隔膜紙卷繞成的電芯和電解液，其中，所述正極極片為涂覆有如上所述正極漿料的鋁箔；所述負(fù)極極片為涂覆有負(fù)極漿料的銅箔，所述負(fù)極漿料由固體干料和溶劑混合而成，所述固體物料，按重量百分比計，由90-94%負(fù)極材料、2～5%導(dǎo)電劑和2～6%粘合劑組成。本發(fā)明的鋰電池通過控制正負(fù)極導(dǎo)電劑的含量及種類，降低鋰離子在固相液相的傳輸過程，以及電極/電解液界面的電荷傳遞過程中受到的阻力，表現(xiàn)出優(yōu)異的低溫性能。
【專利說明】超低溫鋰電池的正極漿料及超低溫鋰電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及超低溫鋰電池的正極漿料及超低溫鋰電池，屬于鋰電池【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池具有標(biāo)稱電壓高、比能量高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)等特點，而且綠色環(huán)保，無污染，因此被廣泛應(yīng)用于手機、筆記本電腦及MP3等數(shù)碼產(chǎn)品中，同時在電動汽車、電動自行車、國防裝備等行業(yè)也開始了應(yīng)用。
[0003]近幾年，鋰電池在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，電池使用的環(huán)境復(fù)雜，對電池的性能要求也更高，例如倍率型電池，應(yīng)用于啟動設(shè)備上時，要求在_40°C甚至更低溫度下，也能快速將設(shè)備啟動。但目前鋰離子蓄電池的低溫性能相對較差，特別是在-30°C以下的低溫環(huán)境中的工作性能較差，抑制了其在特殊領(lǐng)域的進一步應(yīng)用。此外，傳統(tǒng)工藝制作的低溫電池，在低溫狀態(tài)下，可以小倍率放電，但當(dāng)高倍率放電時，電池電壓迅速降低至終止電壓，無法在低溫下放電，限制了鋰離子電池在外部環(huán)境較為苛刻的領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能在超低溫度下使用的正極漿料以及超低溫鋰電池。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]一種超低溫鋰電池的正極漿料，其由固體物料和溶劑混合而成，其中，所述固體物料，按重量百分比計，由以下組分組成:
[0007]鈷酸鋰:90-94%
[0008]導(dǎo)電劑A: 2-6%
[0009]粘合劑A: 2-4% ；
[0010]其中:所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮，所述導(dǎo)電劑A為導(dǎo)電炭黑、鱗片石墨和氣相生長炭纖維中的一種或幾種；所述粘合劑A為-聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯無規(guī)共聚物。
[0011]優(yōu)選的是:所述的聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯無規(guī)共聚物的分子量為30-100 萬。
[0012]優(yōu)選的是:所述正極漿料的固含量為50-60%。
[0013]一種超低溫鋰電池，包括由正極極片、負(fù)極極片和隔膜紙卷繞成的電芯以及電解液，所述正極極片為涂覆有如上所述正極漿料的鋁箔。
[0014]優(yōu)選的是:所述負(fù)極極片為涂覆有負(fù)極漿料的銅箔。
[0015]優(yōu)選的是:所述負(fù)極漿料由固體干料和溶劑混合而成，其中，所述固體物料按重量百分比計，由以下組分組成:
[0016]負(fù)極材料:90-94%;
[0017]導(dǎo)電劑B: 2-5%[0018]粘合劑B: 2-6% ；
[0019]其中，所述導(dǎo)電劑B為導(dǎo)電炭黑、鱗片石墨、氣相生長炭纖維和碳納米管中的一種 或幾種；所述粘合劑B為聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯無規(guī)共聚物、羧甲基纖維素和丁 苯橡膠中的一種或幾種。
[0020]優(yōu)選的是:所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮和/或水；所述負(fù)極材料為人造石墨、中 間相炭微球、天然石墨、硬碳和軟碳中的一種或幾種。
[0021]優(yōu)選的是:所述負(fù)極漿料的固含量為40-50%。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的鋰電池通過控制正負(fù)極導(dǎo)電劑的含量及種類， 降低鋰離子在固相液相的傳輸過程，以及電極/電解液界面的電荷傳遞過程中受到的阻 力；制作工藝簡單，材料易得，溶劑去除容易，設(shè)備能耗少，工藝過程環(huán)保。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明中所制得的超低溫鋰電池的放電曲線；
[0024]圖2為了現(xiàn)有技術(shù)中的超低溫鋰電池的放電曲線。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步說明。
[0026]本發(fā)明所述的超低溫鋰電池，包括由正極極片、負(fù)極極片和隔膜紙卷繞成的電芯 和電解液，其中，所述正極極片為涂覆有如上所述正極漿料的鋁箔，所述負(fù)極極片為涂覆有 負(fù)極漿料的銅箔。
[0027]本發(fā)明所述的超低溫鋰電池，其正極漿料由固體物料和溶劑混合而成，其固含量 為50-60%，按重量百分比計，所述固體物料由以下組分組成:
[0028]鈷酸鋰:90_94%
[0029]導(dǎo)電劑A: 2-6%
[0030]粘合劑A: 2-4%o
[0031 ] 其中，所述粘合劑A為分子量聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯無規(guī)共聚物，且所 述的聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯無規(guī)共聚物的分子量為30-100萬。
[0032]本發(fā)明所述的超低溫鋰電池，其負(fù)極漿料由固體物料和溶劑混合而成，其固含量 為40-50%，按重量百分比計，所述固體物料的由以下組分組成:
[0033]負(fù)極材料:90_94%；
[0034]導(dǎo)電劑B: 2-5%
[0035]粘合劑B: 2-6%o
[0036]其中，所述粘合劑B為聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯無規(guī)共聚物、羧甲基纖維 素和丁苯橡膠中的一種或幾種，且所述的聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯無規(guī)共聚物的 分子量為30-100萬。
[0037]實施例1
[0038]一種超低溫鋰電池的正極漿料，由固體物料和溶劑混合而成，其中，所述固體物 料，按重量百分比計，由以下組分組成:
[0039]鈷酸鋰90.5%
聚偏氟乙烯(PVDF)3.5%
導(dǎo)電炭黑5%
氣相生長炭纖維(VGCF) 1%
[0040]將上述固體物料混合于一定量的N-甲基吡咯烷酮中，常溫下攪拌均勻，制得固含量為52.5%的正極漿料。將制得的正極漿料過150目篩后，將漿料均勻涂布在鋁箔上，然后按3.5-4.0g/cm2壓制成一定厚度的正極片，并按所需尺寸裁切成適合裝配的正極極片。
[0041]一種超低溫鋰電池，包括由上述正極極片、負(fù)極極片和隔膜紙卷繞成的電芯和電解液。其中，所述負(fù)極極片為涂覆有負(fù)極漿料的銅箔；所述負(fù)極漿料由固體物料和溶劑混合而成，所述固體物料，按重量百分比計，由以下組分組成:
[0042]
人造石墨:90,5%
導(dǎo)電炭黑4%
氣相生長炭纖維(VGCF) 1%
聚偏氟乙烯(PVDF )4.5%
[0043]將上述固體物料混合于N-甲基吡咯烷酮中，常溫下攪拌均勻，制得固含量為44%的負(fù)極漿料。將制得的負(fù)極漿料過150目篩后，將漿料均勻涂布在銅箔上，然后按
1.45-1.6g/cm2壓制成一定厚度的負(fù)極片，并按所需尺寸裁切成適合裝配的負(fù)極極片。
[0044]將上述制得的正極極片、負(fù)極極片與聚烯烴隔膜經(jīng)疊片卷繞成一個整體電芯，再用鋁塑膜進行封裝，經(jīng)真空干燥后注入電解液，靜置12-24小時，至電解液充分浸潤正、負(fù)極片和隔膜后，再通過重放電化成，激活電池，即制得本發(fā)明所述的超低溫鋰電池。本實施例中制得的超低溫鋰電池在_40°C下，分別以0.2C、0.5C、0.8C和IC的放電速率放電至
2.9V，其放電曲線如圖1所示。
[0045]實施例2
[0046]—種超低溫鋰電池的正極漿料，由固體物料和溶劑混合而成，其中，所述固體物料，按重量百分比計，由以下組分組成:
[0047]
鈷酸鋰90.5%
偏氟乙烯-六氟丙烯無規(guī)共聚物(PVDF/HFP)3.5%
導(dǎo)電炭黑5%
鱗片石墨1%。[0048]正極片的制作步驟同實施例1。
[0049]一種超低溫鋰電池，包括由上述正極極片、負(fù)極極片和隔膜紙卷繞成的電芯和電解液。其中，所述負(fù)極極片為涂覆有負(fù)極漿料的銅箔；所述負(fù)極漿料由固體物料和溶劑混合而成，所述固體物料，按重量百分比計，由以下組分組成:
[0050]
【權(quán)利要求】
1.一種超低溫鋰電池的正極漿料，其特征在于:其由固體物料和溶劑混合而成，其中， 所述固體物料，按重量百分比計，由以下組分組成:鈷酸鋰: 90-94%導(dǎo)電劑A: 2-6%粘合劑A: 2-4% ；其中:所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮，所述導(dǎo)電劑A為導(dǎo)電炭黑、鱗片石墨和氣相生長炭 纖維中的一種或幾種；所述粘合劑A為-聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六氟丙烯無規(guī)共聚物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極漿料，其特征在于:所述的聚偏氟乙烯或偏氟乙烯-六 氟丙烯無規(guī)共聚物的分子量為30-100萬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極漿料，其特征在于:所述正極漿料的固含量為50-60%。
4.一種超低溫鋰電池，包括由正極極片、負(fù)極極片和隔膜紙卷繞成的電芯和電解液，其 特征在于，所述正極極片為涂覆有如權(quán)利要求1-3中任一項所述正極漿料的鋁箔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超低溫鋰電池，其特征在于:所述負(fù)極極片為涂覆有負(fù)極漿 料的銅箔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超低溫鋰電池，其特征在于:所述負(fù)極漿料由固體干料和溶 劑混合而成，其中，所述固體物料按重量百分比計，由以下組分組成:負(fù)極材料: 90-94% ；導(dǎo)電劑B: 2-5%粘合劑B: 2-6% ；其中，所述導(dǎo)電劑B為導(dǎo)電炭黑、鱗片石墨、氣相生長炭纖維和碳納米管中的一種或幾 種；所述粘合劑B為聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯無規(guī)共聚物、羧甲基纖維素和丁苯橡 膠中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超低溫鋰電池，其特征在于:所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮和 /或水；所述負(fù)極材料為人造石墨、中間相炭微球、天然石墨、硬碳和軟碳中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超低溫鋰電池，其特征在于:所述負(fù)極漿料的固含量為 40-50%o
【文檔編號】H01M4/62GK103427084SQ201310400422
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】何偉寧 申請人:深圳市宜加新能源科技有限公司