[发明专利]一种超低温锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：首先分别制备正极浆料和负极浆料，然后将制备的正极浆料按面密度300g/m²-400g/m²，压实密度3.4kg/m³-4.0kg/m³进行涂布，负极浆料按面密度150g/m²-220g/m²，压实密度1.3kg/m³-1.6kg/m³进行涂布；最后再经裁切、卷绕或叠层、封装后即可；所述正极浆料通过正极活性材料制备而成，所述正极活性材料通过以下步骤制得：将稀土金属氧化物和碱土金属氧化物按质量比1:1混合均匀，然后按质量份计，取0.05-5份混合好的粉体添加到100份LiCoO₂中，混合均匀后进行烧结，形成LiCoMO化合物，经气流粉碎和分级处理后即得，其中M表示稀土元素和碱土金属的混合物；

所述正极浆料的制备方法如下：

(1)按重量份计，将90-97份正极活性材料、1.5-6份聚偏氟乙烯和1-2份超导炭黑在行星式搅拌机中以每分钟5m-10m的线速度混合30min-60min后，再加入0.5-2份碳纳米管，继续在行星式搅拌机中混合；

(2)加注N-甲基吡咯烷酮溶液进行稀释，停止加注后，继续搅拌一定时间；

(3)搅拌结束后对步骤(2)制备的浆料进行抽真空除泡处理后，即得正极浆料；

所述负极浆料的制备方法如下：

(a)按重量份计，称取92-97份人造石墨、1.5-3份丁苯橡胶乳液、1-2份羧甲基纤维素纳和0.5-3份超导石墨备用；

(b)将1-2份羧甲基纤维素纳加入去离子水，制成2.5％-3％的羧甲基纤维素纳溶液，在行星式搅拌机中以每分钟5m-10m的线速度混合180min-240min后，加入0.5-3份超导石墨，继续搅拌60min，然后再加入92-97份人造石墨和1.5-3份丁苯橡胶乳液，继续搅拌120min后注入去离子水稀释，停止加注后以每分钟15m-20m的线速度继续搅拌120min；

(c)将搅拌结束后制备的浆料进行抽真空除泡后，即得负极浆料。

2.根据权利要求1所述的一种超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：制备正极活性材料时，所述烧结的条件为在惰性气体氛围中温度850℃-950℃下烧结10h～15h；所述稀土元素为Sc、Y、La、Ce、Nd、Gd和Sm中的一种，所述碱土金属为Mg。

3.根据权利要求1所述的一种超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：所述正极活性材料的粒径D50为4μm-7μm。

4.根据权利要求1所述的一种超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：所述步骤(1)碳纳米管的混合时间为120min；所述碳纳米管为质量浓度为5％-10％的碳纳米管溶液。

5.根据权利要求1所述的一种超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中N-甲基吡咯烷酮溶液加注的终止条件为测固含量为70％-80％、粘度为5000mPa·s-8000mPa·s；加注的过程中以每分钟15m-20m的线速度进行搅拌；所述步骤(2)停止加注后继续搅拌90min；所述步骤(3)中抽真空除泡的条件为真空度不大于0.1Pa，持续抽真空20min。

6.根据权利要求1所述的一种超低温锂离子电池制备方法，其特征在于：所述步骤(b)停止加注的条件为测固含量为45％-55％、粘度为2500mPa·s-4000mPa·s；所述步骤(c)抽真空除泡的条件为真空度不大于0.1Pa，持续抽真空20min。

7.一种超低温锂离子电池，其特征在于：所述超低温锂离子电池由权利要求1-6所述任意一项制备方法制备而成。