[发明专利]一种锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池及其制作方法

权利要求书

1.一种锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池，包括正极、负极、多个隔膜、聚合物凝胶电解质、电池壳体，其特征在于，包括：

正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成，

正极活性物质采用采用锰酸锂、镍钴锰酸锂材料；粘结剂采用聚偏氟乙烯；导电剂采用导电炭黑、导电石墨、鳞片石墨、纳米碳、纤维粉中的一种或多种；正极集流体采用铝箔；

负极由负极材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体组成，

负极材料采用人造石墨、天然石墨、中间相碳微球或硬碳材料中的一种或多种；导电剂采用导电碳黑、导电石墨中的一种或多种；增稠剂采用羧甲基纤维素钠；粘结剂采用丁苯橡胶；负极集流体采用铜箔；

其中，正极、负极以及正负极之间的隔膜组成电芯，电芯采用由依次排列的第一隔膜、负极、第二隔膜、正极相连的叠片式结构。

2.根据权利要求1所述的锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池，其特征在于，所述的正极的组分以及重量百分比为：

余量为铝箔。

3.根据权利要求1所述的锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池，其特征在于，所述的负极的组分以及重量百分比为：

负极材料    91%～93%，其中，负极材料为：人造石墨、天然石墨、中间相碳微球或硬碳材料中的一种或多种；

余量为铜箔。

4.一种权利要求1至3任一项所述的锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池的制作方法，其特征在于，包括：

S1.将2wt%～4wt%的聚偏氟乙烯加入N-甲基吡咯烷酮中，在有循环水冷却的条件下进行真空搅拌4～5小时，然后加入混合均匀的50wt%～58wt%的锰酸锂、25wt～30wt%的镍钴锰酸锂和导电剂的混合物，加完料搅拌10～12小时，得到的浆料过200目筛1～2次；其中，导电剂的配比为：1wt%～3wt%的导电炭黑或0wt%～2wt%的鳞片石墨或3wt%～10wt%的纳米碳、纤维粉或它们三种的混合物；

S2.将0wt%～2wt%的羧甲基纤维素钠加入去离子水中搅拌3～5小时，随后加入0wt%～2wt%的导电石墨及0wt%～2wt%的碳纳米管搅拌2～4小时，获得浆料，浆料过胶体磨以使导电石墨及碳纳米管得到完全分散，再加入91wt%～93wt%的负极材料搅拌2～4小时，随后加入2wt%～3wt%的丁苯橡胶搅拌1～2小时，得到的浆料过150目筛2～3次；负极材料为人造石墨、天然石墨、中间相碳微球或硬碳材料中的一种或多种；

S3.使用基材厚度为15～25um铝箔进行正极涂布，负极使用基材厚度为9～15μm的铜箔进行负极涂布；

S4.辊压极片，将辊压好的极片进行横切和分切出需要的尺寸；

S5.将极片在真空下进行烘烤4～6小时；

S6.将依次排列的第一隔膜、负极、隔膜、正极进行叠片式连接成电芯结构，所述的隔膜采用厚度为20um～45um的隔离膜；

S7.根据电池设计要求把正负极极耳焊接于正负极极片预留集流体上，极耳上留有纤维密封胶，正负极极耳焊接都采用超声焊并加以铆钉固定；

S8.把叠合电芯装入冲好的电池壳体中，将铝塑复合膜封住；

S9.将电芯放入真空状态下烘烤，在装有电芯的电池中注入凝胶电解液，然后热封电池另一侧边；采用夹具化成电池，化成工艺为0.05C充电2.5小时，0.2C充电到4.2V，然后对电池进行除气、热封、裁边、整形；电池分容工艺为0.5C恒流充到4.2V，再在4.2V下恒流恒压充电，截止电流为0.02C，然后以0.5C放电到2.75V。

5.根据权利要求4所述的锰酸锂和镍钴锰酸锂纳米电池的制作方法，其特征在于，正极压实密度为2.2～3.9g/cm³，负极压实密度1.2～1.6g/cm³。