[发明专利]高功率锂电池及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池领域，特别是高功率锂电池及其制备领域。本发明提供一种可持续放电高于200C的高功率锂电池及其制备方法以解决现有锂离子电池比功率较低的问题。该方法主要包括1)制备正负极活性浆料，2)正负极极片涂布，3)正负极极片压实，4)正负极极片叠片和制备电芯，5)注入电解液并封装化成等步骤。采用本方法制得的锂电池可实现比能量大于60Wh/kg的同时具有比功率大于12KW/kg的良好放电特性。采用该方法制备得到的锂电池可作为各种储能装置、设备设施、无线电通讯的不间断电源、应急电源等，具有高比能、高功率、成本低、免维护等优点。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，特别是高功率锂电池及其制备领域。

背景技术

目前，自然资源的消耗导致能源匮乏越发严重，成本低、轻量化、无污染的锂电池备受瞩目，逐渐成为新能源的代称，而国内外市场对于锂电池的需求日益倍增。

在锂电池领域中，锂离子电池具有比能量大、工作电压高、循环寿命长、自放电小等特点。特别是其优越的高比能量性能和自放电小的特性，适应了多领域对电源系统提出的小型化、轻量化、高可靠性的要求。而被广泛应用于电子产品、工业设备、卫星通信、无人机等，并拓宽到混合电动车、纯电动车、舰船、武器装备等领域。当前锂离子电池技术的发展趋于成熟，其比能量、大功率输出能力已有较大幅度的提高。目前，针对高功率锂电池，现有国外技术研究制备镍钴铝酸锂/石墨体系锂离子电池，脉冲功率密度为26KW/Kg，能量密度为70Wh/Kg，主要用于军事武器装备方面等。另有研究制备出锂离子电池可实现连续功率密度为8KW/Kg，能量密度为80Wh/Kg，主要用于航天武器系统等。国内高功率锂电池目前可实现150C以上持续放电，放电比功率最大为18.5KW/Kg。

目前，针对更高比功率的要求，国内锂离子电池研究暂时未实现200C以上连续放电，同时具有高比能的高功率锂电池。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前国内现有高功率锂电池在具有高比能条件下，持续放电低于200C的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：提供一种具有高比能且可持续放电高于200C的高功率锂电池及其制备方法。具体技术方案如下：

高功率锂电池的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)将正极活性物质、导电剂和粘接剂混合并搅拌制备正极活性浆料；将负极活性物质、导电剂和粘接剂混合并搅拌制备负极活性浆料；所述正极活性浆料和负极活性浆料的原料比例均为活性物质：导电剂：粘接剂＝85％～95％：2％～11％：2％～5％；

2)将步骤1)所得浆料涂敷在集流体上，得到正极极片和负极极片，正极极片涂敷面密度为25g/m²～50g/m²，负极极片涂敷面密度为15g/m²～30g/m²；

3)将步骤2)制得的正极极片压实，压实密度为2.0g/cm³～3.2g/cm³；负极极片压实，压实密度为0.8g/cm³～1.2g/cm³；

4)将步骤3)所得压实后的正负极极片与隔膜通过叠片制备电芯；

5)将步骤4)所得电芯放入电池壳体中封装并干燥，获得封装入壳体的单体电芯；

6)在步骤5)所得封装入壳体的单体电芯中注入电解液，封装后化成，制得所述高功率锂电池。

进一步地，所述正极活性物质为钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂和磷酸铁锂中的至少一种，其中，钴酸锂材料D50为2μm～5μm，镍钴锰酸锂材料D50为2μm～7μm，镍钴铝酸锂材料D50为2μm～7μm，磷酸铁锂材料D50为10nm～500nm；