[发明专利]一种层叠式快速充电锂单体电池及制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于直接将化学能转变为电能的装置或方法，尤其是涉及一种层叠式快速充电锂单体电池及制备方法。

背景技术：

在当今社会，能快速充放电能的储能装置非常重要，它们能广泛应用于混合电动汽车、插电式混合电动汽车，并能用作风能和太阳能发电设备的备用电源。人们通常相信：在电化学体系中只有超级电容器才能获得非常高的充放电倍率，超级电容器的功率密度很高，但能量密度很低。电动工具、电动汽车用电池需要快速充放电及其它特殊领域对锂电池的要求越来越高，迫切需要能快速充电的高倍率锂电池。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术不足之处而提供一种层叠式快速充电锂单体电池。该电池可用于电动汽车、电动工具、电动玩具、模型飞机及其它特殊领域，以解决现有技术存在的不足。

本发明的另一个目的是提供一种层叠式快速充电锂单体电池的制备方法。

本发明的目的是通过以下措施来实现：一种层叠式快速充电锂单体电池，包括正极片、负极片、电解液，其特征在于，还有隔膜、铝塑膜包装膜；其中：

所述正极片为集流体及表层涂敷正极活性材料层组成，所述集流体为纳米级覆炭铝箔，正极活性材料层以重量百分比计包括以下组分：活性材料  50%-99%、导电剂  0%-20%、聚偏二氟乙烯粘结剂PVDF 0%-10%，所述正极活性材料选自磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂中的一种或几种以上组合，所述导电剂选自纳米碳纤维VGCF、碳纳米管CNT、超导电炭黑、导电石墨中的一种或几种混合物； 

所述负极片为集流体及表层涂敷负极活性材料层组成，所述集流体为铜箔，负极活性材料层以重量百分比计包括以下组分：所述负极活性材料50%-99%、导电剂0%-20%、粘结剂0%-10%，所述负极活性材料选自石墨、硬碳、钛酸锂中的一种或几种以上组合，所述导电剂选自纳米碳纤维VGCF、碳纳米管CNT、超导电炭黑中的一种或几种以上组合，所述粘结剂选自羧甲基纤维素钠CMC、苯乙烯丁二烯系橡胶乳胶SBR、聚偏二氟乙烯PVDF中的一种或一种以上；

所述隔膜为单层聚丙烯膜、或两层聚丙烯膜中夹有聚乙烯膜；

所述正/负极片分别引出正极耳、负极耳，正/负极片通过隔膜分隔成层叠式结构封装在注入电解液的铝塑膜袋内，正极耳、负极耳外露在封装的铝塑膜袋外。

所述纳米级覆炭铝箔厚度为10～40微米。 

所述铜箔厚度为6～20微米。

所述隔膜厚度为12～45微米。

一种层叠式快速充电锂单体电池的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一、正极片制备：

1.1  制作正极集流体纳米级覆炭铝箔；

1.2 配备正极活性材料  

所述正极活性材料浆料以重量百分比计包括以下组分：N-甲基吡咯烷酮溶剂 30%-70%、活性材料50%-99%、导电剂0-20%、聚偏二氟乙烯粘结剂 0-10 %，所述正极活性材料选自磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂中的一种或几种以上组合，所述导电剂选自纳米碳纤维VGCF、 碳纳米管CNT、超导电炭黑、导电石墨中的一种或几种混合物，各材料在120℃条件下真空烘烤8小时；

1.3  制备正极活性材料浆料

1.3.1 按配比取N-甲基吡咯烷酮溶剂NMP、导电剂一种或两种，高速3000-5000rpm搅拌1～1.5小时，分散线速度不低于15m/s；

   1.3.2 按配比加粘结剂聚偏二氟乙烯粘结剂PVDF，在真空条件下搅拌4～6小时；

   1.3.3 按配比加一种或多种活性材料，在真空条件下搅拌8～16小时；

   1.3.4测粘度、抽真空除气泡、过筛、出料；

   1.4 将制备好的浆料均匀涂布在纳米级覆炭铝箔上，N2环境下80℃真空烘烤8小时，辊压，真空保存备用；

步骤二、负极片制备：

   2.1 制作负极集流体铜箔；

2.2 配备负极活性材料

所述负极活性材料浆料以重量百分比计包括以下组分：N-甲基吡咯烷酮溶剂30%-70%、所述负极活性材料50%-99%、导电剂0-20%、粘结剂0-10%，所述负极活性材料选自石墨、硬碳、钛酸锂中的一种或几种以上组合，所述导电剂选自纳米碳纤维VGCF、 碳纳米管CNT、超导电炭黑中的一种或几种以上组合，所述粘结剂选自羧甲基纤维素钠CMC、苯乙烯丁二烯系橡胶乳胶SBR、聚偏二氟乙烯PVDF中的一种，各材料在120℃条件下真空烘烤8小时；