[发明专利]一种锂离子动力电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子动力电池及其制备方法,属于电池技术领域。

背景技术

锂离子动力电池是20世纪开发成功的新型高能电池，因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，已被广泛应用于军事和民用小型电器中。

目前国内外动力锂电正极材料技术路线主要有3个流派：磷酸铁锂派、锰酸锂派、三元派。其中磷酸铁锂作为正极材料的电池充放电循环寿命长，但其缺点是能量密度、高低温性能、充放电倍率特性均有较大差距，且生产成本较高；磷酸铁锂电池技术和应用那些测遇到了发展瓶颈；锰酸锂电池能量密度低、高温下的循环稳定性和存储性能较差。三元派主要包括镍钴铝酸锂(NCA)和镍钴锰酸锂(NCM)。镍钴锰的比例可以根据实际需要调整，三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性更高。

但是，现有的锂离子动力电池加工性能不稳定。因为三元材料对生产环境的湿度要求高，浆料吸水后容易出现变稠的现象，导致涂布面密度不稳定，生产的产品合格率低于90％。同时，现有产品的安全性能及高倍率充放电循环性能差，具体表现为：电池的热稳定性差，内部短路后容易发生热扩散，导致爆炸起火现象；电池的循环性能差，1C充3C放低于1000周；功率性能低，重量比功率低至576Wh/Kg；原材料成本高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种使用寿命长比能量大性价比高的锂离子动力电池。

本发明的第二个目的是为了提供一种制备上述锂离子动力电池的方法，该方法流程简单、高效安全，可操作性强。

实现本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种锂离子动力电池，包括正极片和负极片；

所述正极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体表面的正极浆料；所述正极浆料由按照重量百分比计的以下组分制备而成：LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂ 98.6-99.16％；单壁碳纳米管0.02-0.05％；石墨烯0.02-0.05％；聚偏氟乙烯0.8-1.3％；

所述负极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体表面的负极浆料；所述负极浆料由按照重量百分比计的以下组分制备而成：石墨材料96.3-97％；羧甲基纤维素钠1.3-1.5％；丁苯橡胶1.7-2.2％。

作为优选，所述LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂中x＝0.09，y＝0.02，克容量195mAh/g，压实密度为3.6g/mm³。

作为优选，所述石墨材料为石墨与石墨烯复合材料或天然石墨，所述石墨材料的克容量大于360mAh/g，压实密度为1.8g/mm³。

作为优选，所述正极浆料由按照重量百分比计的以下组分制备而成：镍钴铝酸锂98.72-98.84％；单壁碳纳米管0.03-0.04％；石墨烯0.03-0.04％；聚偏氟乙烯1.1-1.2％；所述负极浆料由按照重量百分比计的以下组分制备而成：石墨材料96.4-96.5％；羧甲基纤维素钠1.4-1.5％；丁苯橡胶2.1-2.2％；所述石墨材料为石墨与石墨烯复合材料或天然石墨。

作为优选，在所述正极片中，所述正极浆料的涂布单面的面密度为195-205g/㎡，压实密度为3.45-3.60g/mm³；在所述负极片中，所述负极浆料的面密度为115-120g/㎡，压实密度为1.6-1.8g/mm³。

作为优选，所述正极集流体为铝箔；所述负极集流体为铜箔。

作为优选，所述正极集流体的厚度为14-18μm；所述负极集流体的厚度为8-12μm。

本发明的第二个目的在于提供制备上述的锂离子动力电池的方法，其通过以下技术方案达到，该方法包括以下步骤：

1)制备正极片：把配方量的LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂、单壁碳纳米管、石墨烯和聚偏氟乙烯置于混合机中，混炼均匀后，加入第一溶剂，继续混炼，得到正极浆料，然后进行分散；接着，把分散后的正极浆料喷涂于正极集流体的表面上，烘干，压实，即得正极片；

所述第一溶剂为N-甲基吡咯烷酮；