[发明专利]一种耐超低温圆柱锂离子电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐超低温圆柱锂离子电池的制备方法，其包括如下步骤：（1）高倍率镍钴锰酸锂、石墨烯/碳纳米复合导电浆料、导电碳黑、聚偏二氟乙烯和氮甲基吡咯烷酮按比例制成浆料，涂在铝箔上面，通过辊压，分切、制片，完成正极片制作；（2）将石墨、碳黑、羧甲基纤维素纳、丁苯橡胶和去离子水按比例制成浆料，涂在铜箔上面，通过辊压，分切、制片，完成负极制作；（3）通过卷绕，封装，烘烤后的卷芯注入一种超低温电池专用电解液，然后封口、陈化、化成和分容，完成超低温型圆柱锂离子电池制作。本案通过正极采用高倍率镍钴锰酸锂，添加导电性能优良的石墨烯导电浆料，利用超低温专用锂离子电池电解液，使得电池低温性能特别优异。

技术领域

本发明属于锂离子电池制造技术领域，具体涉及一种耐超低温圆柱锂离子电池的制备方法。

背景技术

目前，锂离子电池由于具有电压高，体积比能量以及质量比能量密度高、无污染、可循环使用等优点已经广泛应用于手机、笔记本、数码相机，移动电源、平板电脑、电动自行车以及电动汽车等领域，是目前消费类产品首选的能源提供者，同时也是代替石油用在汽车的新能源方案。但是锂离子电池也存在自身的缺陷，低温条件下电池放电容量比常温环境明显降低，特别是在超低温（-40℃）环境下电池容量基本放不出来，导致无法使用的弊端。

发明内容

本发明提出了一种耐超低温圆柱锂离子电池的制备方法，通过正极采用高倍率镍钴锰酸锂，同时添加导电性能优良的石墨烯导电浆料，再按照高倍率镍钴锰酸锂：石墨烯导电浆料：导电碳黑：聚偏二氟乙烯的最佳比例完成正极配方，还利用了超低温专用锂离子电池电解液，使得电池在-40℃环境下0.2C放电容量是常温25℃环境下0.2C放电容量的85%，低温性能特别优异。本发明的技术方案是这样实现的：

一种耐超低温圆柱锂离子电池的制备方法，其包括如下步骤：

（1）高倍率镍钴锰酸锂、石墨烯/碳纳米复合导电浆料、导电碳黑、聚偏二氟乙烯和氮甲基吡咯烷酮按照（92.5—96.5）：（0.5—5）：（0.5—5）：（1—7）：（150—200）的比例混合配制成浆料，将所述浆料涂覆在铝箔上面，通过辊压，分切、制片，完成正极片的制作；

（2）将石墨、碳黑、羧甲基纤维素纳、丁苯橡胶和去离子水按照（92—96）：（0.5—1.5）：（1—1.5）：（1.5—2）：（45—60）的比例混合配制成浆料，将所述浆料涂覆在铜箔上面，通过辊压，分切、制片，完成负极片的制作；（3）然后通过卷绕，封装完成锂离子电池注液前的工序，烘烤后的卷芯注入一种超低温电池专用电解液，然后封口、陈化、化成和分容，完成超低温型圆柱锂离子电池的制作。

在本发明的耐超低温圆柱锂离子电池的制备方法中，所述正极片浆料的组分：

（1）高倍率镍钴锰酸锂D10粒度为6 .7um，D50粒度为11.5um;，D90粒度为19.2um，比表面积为0.26m2/g，振实密度为2.6g/cm3；

（2）石墨烯/碳纳米管复合导电浆料参数如下：导电剂固含量为3.9—4.1%，固含量为4.8—5.2%，分散剂含量为0.9-1.1%，细度小于或等于5um，水含量小于或等于1000ppm；（3）高倍率镍钴锰酸锂： 石墨烯导电浆料：碳黑：聚偏二氟乙烯的最佳比例为94.5：1.5：2：2。

在本发明的耐超低温圆柱锂离子电池的制备方法中，所述电解液的组分：

电解液溶质是六氟磷酸锂和四氟硼酸锂，两种材料的质量比例为（7 .5~9）：1，溶剂成分是碳酸乙烯酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯以及碳酸亚乙烯酯溶剂，其体积比例为25：40：35：2。

在本发明的耐超低温圆柱锂离子电池的制备方法中，封口、陈化、化成和分容的具体步骤：

将电池盖帽和壳体封装在一起，接着将电池放入45±5℃环境中进行陈化，电池静置24小时后，进行化成，电池形成均匀的SEI膜，然后通过分容检测电池性能。