[发明专利]聚合物电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池制备技术领域，尤其涉及一种高容量聚合物电池。

背景技术

目前，锂离子电池具有能量密度高、质量轻、安全性能好等其他储能电池不可比拟的优势，已经成功应用于各种电子产品、通讯设备、自动化仪器仪表和各种电动工具中，在电动自行车、电动汽车上也得到了广泛的应用，对于航天、航空、野战等军事领域也极具诱惑力。此外，在军用领域对锂离子电池的工作温度范围和能量还提出了很高的要求，一般至少要求能在-40-60℃下工作，目前主要是通过对电池进行串并联组合来获得高能量，例如通过四个电池串联、七个电池串联以及不同的并联形式可以得到14.4V10Ah和25.2V20Ah高容量电池组，而如果应用于鱼雷等大型装置上，则需要锂离子电池组提供更高的能量。但是聚合物、软包装的电池单体容量较小（＜10Ah），导致应用领域不广泛，

而且如何保证电池组内各单体电池的一致性是保证电池组性能的关键，也是目前锂离子电池在众多领域成功应用的瓶颈。目前在大倍率放电上，纯磷酸铁锂可以达到要求，但比能量低，电压平台低，仅仅为3.2V。而纯钴锂的电池大倍率性能不好，安全性也不好。

因此，目前迫切需要研发出一种大容量，高比能量的锂离子电池，其可以有很好的大倍率放电以及循环性能，可以有高的比能量，可以有很好的安全性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种大容量，高比能量的锂离子电池，其可以有很好的大倍率放电以及循环性能，可以有高的比能量的聚合物锂电池以及其制备方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种聚合物电池，包括正极片、负极片、隔膜以及铝塑封装袋，所述的正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体上的正极涂覆层，所述的负极片包括正极集流体和涂覆在负极集流体上的负极涂覆层，所述的正极集流体为铝箔，正极涂覆层由以下组分构成，

三元材料             72～78质量份数，

锰酸锂               16～20质量份数，

导电炭黑             1～4质量份数，

纳米碳管             1～4质量份数，

粘结剂               1～4质量份数，

助剂                 16-24质量份数，

所述的负极集流体为铜箔，所述的负极涂覆层由以下组分构成，

石墨                 60～65质量份数，

中间相碳微球         25～30质量份数，

导电炭黑             1～4质量份数，

乙炔黑               1～4质量份数，

粘结剂               1～6质量份数，

助剂                 7-48质量份数，

所述的电解液包括磷氮系阻燃剂，其质量百分比10～20%。

所述的隔膜厚度为20～25μm。

所述的正极涂覆层和负极涂覆层的粘结剂为聚偏氟乙烯；助剂为氮甲基吡咯烷酮。

所述的铝塑封装袋厚度在113～153μm。

所述的正极集流体为15～30μm的铝箔，所述的负极集流体为10～20μm的铜箔。

一种如权利要求1-5任一项所述的聚合物电池的制备方法，包括以下步骤，

1）将正极涂覆层组分中10-15%粘结剂和60-90%的助剂放入容器中搅拌均匀；

2）将正极涂覆层的其余组分放入容器中搅拌均匀，然后均匀涂到铝箔上，涂覆后铝箔整体厚度在170-190um。

3）用碾压机碾压至铝箔整体厚度在120-137μm；

4、将负极涂覆层组分中15-20%的粘结剂PVDF和80-90%助剂NMP放入容器中搅拌均匀；

5）将负极涂覆层的其余组分放入容器中搅拌均匀，然后均匀涂到铜箔上，涂覆后铜箔整体厚度在155-170um；

6）用碾压机碾压至铜箔整体厚度在110-126μm；

7）分别在涂覆后的铝箔和铜箔上冲裁出正极片和负极片；

8）将正极片、负极片以及隔膜叠加并在正极和负极上焊接上极耳；然后用铝塑封装袋；

9）将锂离子电池电解液和磷氮系阻燃剂混合后注到铝塑封装袋内，然后用化成设备对其充放电后，完成电池的制作。