[发明专利]一种新型可循环充放电的3V锂离子电池及制造工艺

权利要求书

1.一种新型可循环充放电的3V锂离子电池，其特征在于：包括工作电压为4.5V-4.7V的正极、工作电压为1.55V的负极、电解液或聚合物电解质、隔膜和钢性外壳；正极和负极中间设置隔膜隔开，正极、隔膜和负极卷成卷芯，卷芯设在钢性外壳内部；

所述的正极包括正极集流体、正极活性物质层和正极引线，正极活性物质层涂覆在正极集流体上，正极集流体通过正极引线连接盖帽，正极活性物质层由正极活性物质、正极活性炭、正极导电剂和正极粘结剂组成；正极活性物质采用尖晶石型高电压镍-锰二元正极材料镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄，正极粘结剂采用聚偏氟乙烯和丁苯橡胶的混合物，正极导电剂采用乙炔黑和科琴黑碳纤维的混合物；

所述的负极包括负极集流体、负极活性物质层和负极引线，负极活性物质层涂覆在负极集流体上，负极集流体通过负极引线连接钢性外壳，负极活性物质层由负极活性物质、负极导电剂和负极粘结剂组成；所述的负极活性物质采用氧化钛锂，负极导电剂采用乙炔黑和科琴黑碳纤维的混合物，负极粘结剂采用CMC.SBR、丁苯橡胶、环氧树脂和尼龙的混合物；

所述电解液溶质采用LiPF₆，溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合液体电解液；

所述的隔膜采用多孔质的高分子聚乙稀薄膜。

2.根据权利要求1所述的新型可循环充放电的3V锂离子电池，其特征在于：所述的正极集流体采用Al，负极集流体采用Cu。

3.根据权利要求2所述的新型可循环充放电的3V锂离子电池的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A：对正极物质层和负极物质层所需材料进行配料

正极物质层所需粉料按照以下质量比配方进行称重：正极活性物质94.93%、正极活性炭0.32%、正极导电剂2.85%和正极粘结剂1.90%；

负极物质层所需粉料按照以下质量比配方进行称重：负极活性物质92%、负极导电剂2.5%和负极粘结剂5.5%；

步骤B：烘烤，除水，制作浆料

对步骤A中每一种粉料分别进行烘烤，除去水分；再将正极物质层所需的粉料与有机溶剂NMP混合，一同放入双行星混合设备进行均匀搅拌，混合为正极浆料；将负极物质层所需的粉料与去离子水，一同放入双行星混合设备进行均匀搅拌，混合为负极浆料，配料完成；

步骤C：过筛处理

将步骤A中得到的正极浆料和负极浆料分别通过筛网进行过筛处理，除去颗粒物；

步骤D：涂布处理

将步骤B中过筛过的液体正极浆料或者负极浆料，对应均匀涂布在正极集流体或者负极集流体上，正极集流体和负极集流体均两面涂布，且两面密度一致；

步骤E：再次烘烤

将涂布好的正极集流体和负极集流体放入真空烤箱烘烤，烘烤参数为：温度110°，烘烤时间12h,烘烤目的是除去正极集流体上的有机溶剂NMP, 除去负极集流体上的去离子水；

步骤F：极耳焊接

将步骤C中涂布后的正极集流体或者负极集流体上对应焊接正极耳或者负极耳，正极耳即为正极引线，负极耳即为负极引线；

步骤G：将步骤D中的产物贴胶、除尘；

步骤H：卷绕

通过自动卷绕机将正极和负极卷起来或者叠加起来，正极和负极中间用隔膜隔开，构成卷芯；

步骤I：入壳

将卷好的卷芯放到钢性外壳里面，钢性外壳底部加一个下绝缘垫片，顶部加一个上绝缘垫片，防止短路；

步骤J：点底

通过储能焊接机器将负极耳焊接到钢性外壳底部；

步骤K：卷芯烘烤

将卷好的卷芯放在温度80°的真空烘箱进行真空烘烤，烘烤时间12小时，除去水分；

步骤L：注液

用注液机器对烘烤完毕的电芯进行注液，液体就是电解液；

步骤M：点盖帽

将正极耳焊接到盖帽上，盖帽是正极上面一个防爆装置，与钢性外壳接触且密封；

步骤N：封口

将盖帽和钢性外壳上部通过封口机器进行封口，制作完成。