[发明专利]一种锂离子低温电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子低温电池，属于电池制造技术领域。

背景技术

为实现节能与环保目的，开发新型高效能源成为当今社会发展的必然趋势。目前，市场上的高性能电池主要有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等；锂离子电池由于其比功率高、循环寿命长等特点被广泛用于电子产品及电动车领域。

现有锂离子电池主要采用正、负电极膜、隔膜，通过卷绕、叠片工艺组装，然后添加电解液而成。该方法制作出的电池，具有能量密度高、输出电压高、自放电小、循环性能优越等特点，基本能够满足市场的需求。但该产品一般只能用于-20～60℃的环境下使用，一旦在低于-20℃的条件下使用，往往会出现放电时间短或无法放电等情况，严重影响电器的使用。

发明内容

为提高锂离子电池放电的稳定性，保证其低温条件下能够正常使用，本发明提出一种锂离子低温电池。

为此，本发明的技术方案为：一种锂离子低温电池，包括交错堆叠的正极片和负极片，正负极片之间设有隔膜，正负极片上分别设有极耳，其特征在于：

所述的正极片中包括由钴酸锂活性物质、石墨烯导电剂、PVDF粘结剂组成的固体物质及NMP溶剂；其中固体物质：NMP溶剂的质量百分比为68.7～69.3％：30.7～31.3％，固体物质中钴酸锂活性物质：石墨烯导电剂：PVDF粘结剂的重量百分比为95.3～96.3％：2.0～2.4％：1.7～2.3％；

所述的负极片中包括由石墨活性物质、石墨烯导电剂、CMC分散剂、SBR粘结剂组成的固体物质及由NMP与纯净水组成混合溶剂；其中固体物质：混合溶剂的质量百分比为46.4～47.0％：53.0～53.6％，固体物质中石墨活性物质：石墨烯导电剂：CMC分散剂：SBR粘结剂的重量百分比为95.3～95.9％：0.9～1.1％：1.1～1.3％：2.1～2.3％，混合溶剂中NMP：纯净水的重量百分比为7.2～8.2％：91.8～92.8％。

对于上述技术方案的一种改进在于：所述极耳与电池盖板连接片之间至少有80％的面积通过超声波焊接工艺固定连接。

有益效果：

本发明锂离子低温电池通过改变正、负极片的原料配比，采用超导石墨烯导电剂，提高了电池的稳定性和安全性；该锂离子低温电池常温环境下可满足大功率放电，低温环境中仍可正常工作，其中：-40℃条件下，0.5C可放出初始容量70％以上的电量，-60℃条件下，0.2C可放出初始容量50％以上的电量，放电效率高，实用性强。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为图1中正极片的结构示意图；

图3为图1中负极片的结构示意图；

图4为本发明锂离子低温电池在不同温度下的倍率放电曲线；

图中标号为：1、正极片；2、负极片；3、正极耳；4、负极耳。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，一种锂离子低温电池，包括交错堆叠的两片正极片1和两片负极片2，每片正极片与每片负极片之间设有隔膜，每片正极片上设有正极耳3，每片负极片上设有负极耳4；所述的正极片1中包括由钴酸锂活性物质、石墨烯导电剂、PVDF粘结剂组成的固体物质及NMP溶剂；其中固体物质：NMP溶剂的质量百分比为69.0％：31.0％，固体物质中钴酸锂活性物质：石墨烯导电剂：PVDF粘结剂的重量百分比为95.8％：2.2％：2.0％；所述的负极片3中包括由石墨活性物质、石墨烯导电剂、CMC分散剂、SBR粘结剂组成的固体物质及由NMP与纯净水组成混合溶剂；其中固体物质：混合溶剂的质量百分比为46.7％：53.3％，固体物质中石墨活性物质：石墨烯导电剂：CMC分散剂：SBR粘结剂的重量百分比为95.6％：1.0％：1.2％：2.2％，混合溶剂中NMP：纯净水的重量百分比为7.7％：92.3％。

为了提高装配效率及焊接质量，所述的正负极耳与电池盖板连接片之间有80％的面积通过超声波焊接工艺固定连接。

如图4所示，通过试验检测得到本发明锂离子低温电池在不同温度条件下的倍率放电曲线，图中：a表示-20℃，0.5C电池的放电曲线；b表示-40℃，0.5C电池的放电曲线；c表示-60℃，0.5C电池的放电曲线；试验表明本发明锂离子低温电池使用温度非常宽，放电效率高。

本发明中所述的正负极片采用铝壳叠片工艺制作，采用FEC添加剂电解液提高低温下的电导率，通过多极耳并联方式组装而成。

本发明锂离子低温电池通过改变正、负极片的原料配比，采用超导石墨烯作为导电剂，并用多极耳叠片工艺，提高了电池的稳定性和安全性，常温环境下可满足大功率放电；低温环境中仍可正常工作，通过实验检测发现：-40℃条件下，0.5C可放出初始容量70％以上的电量，-60℃条件下，0.2C可放出初始容量50％以上的电量，放电效率高，实用性强。