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CN107732313A - 一种长循环高安全性锰系低成本电芯制作方法 - Google Patents

一种长循环高安全性锰系低成本电芯制作方法 Download PDF

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CN107732313A
CN107732313A CN201711020794.8A CN201711020794A CN107732313A CN 107732313 A CN107732313 A CN 107732313A CN 201711020794 A CN201711020794 A CN 201711020794A CN 107732313 A CN107732313 A CN 107732313A
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positive pole
controlling
molar concentration
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CN201711020794.8A
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Inventor
梁凯
陈小平
李小兵
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Thornton New Energy Technology (Changsha) Co.,Ltd.
Original Assignee
Soundon New Energy Technology Co Ltd
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    • H01M10/058—Construction or manufacture
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Abstract

本发明公开了一种长循环高安全性锰系低成本电芯制作方法，包括以下步骤：称取改性锰酸锂与镍钴锰三元材料，控制改性锰酸锂与镍钴锰三元材料的质量比为8：2‑7：3之间；制成电芯正极；采用人造石墨制备电芯负极；制备电芯隔膜：制备电芯，装配电芯正极、电芯负极、电芯隔膜、电解液，控制电芯正极的正极面密度为180g/m2‑210g/m2；控制电芯负极的负极面密度为70g/m2‑80g/m2；控制电芯正极的正极压实度为2.9g/cm3‑3.05g/cm3；控制电芯负极的负极压实度为1.4g/cm3‑1.6g/cm3；控制电解液的注液量为52g～58g。本发明制备的电芯有效提高循坏至2000次以上。

Description

一种长循环高安全性锰系低成本电芯制作方法
技术领域
本发明属于动力锂离子电池领域，具体地说，涉及一种长循环高安全性锰系低成本电芯制作方法。
背景技术
目前，锂离子动力电池的成本约0.75元/Wh，一部分材料依然依靠进口，如铝塑膜，导电剂、粘结剂等，本技术发明通过将材料完全国产化的同时优化电芯设计，调整负极设计容量与正极设计容量的比值为1.08～1.1，以降低成本至0.5元/Wh左右。
动力用三元锂离子电池的安全性一直是三元锂电池领域的一个难题，本发明采用三元正极材料掺锰的方法提高动力电池的安全性。
传统的锰系锂电池循环较差，本发明采用改性锰酸锂并掺杂一部分三元正极材料，可有效提高循坏至2000次以上。
电解液配方在保证循环的同时，各项安全测试100％通过。
对于锂离子电池，应用于动力市场或者说要取代铅酸电池，成本、安全、性能是首要考虑的问题，本发明从立足这三点要求，提出了一种综合性能优异的电池制作技术。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种长循环高安全性锰系低成本电芯制作方法，
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种长循环高安全性锰系低成本电芯制作方法，包括以下步骤：
S1：制备电芯正极：称取改性锰酸锂与镍钴锰三元材料，控制改性锰酸锂与镍钴锰三元材料的质量比为8：2-7：3之间；作为正极活性物质；
S2：制备电芯负极：采用人造石墨制备电芯负极；
S3：制备电芯隔膜：采用厚度为20-30μm单层聚丙烯基膜作为电芯隔膜；
S4：制备导电剂：使用单一导电剂作为导电网络，导电剂为导电炭黑；控制导电剂占电池总重量的1％-3％；
S5：制备电解液：控制电解液中六氟磷酸锂的摩尔浓度为0.8-1.0mol/L，碳酸乙烯酯的摩尔浓度为0.9-1.1mol/L，碳酸二乙酯的摩尔浓度为0.9-1.1mol/L，碳酸甲乙酯的摩尔浓度为0.9-1.1mol/L，碳酸亚乙烯酯的摩尔浓度为0.5％～1.1％，聚碳酸酯的摩尔浓度为1.5％～2.5％；
S6：制备电芯，匀浆→涂布→辊压→模切→叠片→焊接→封装→烘烤→注液→静置→化成→二封→分容→测试控制电芯正极的正极面密度为180g/m2-210g/m2；控制电芯负极的负极面密度为70g/m2-80g/m2；控制电芯正极的正极压实度为2.9g/cm3-3.05g/cm3；控制电芯负极的负极压实度为1.4g/cm3-1.6g/cm3；控制电解液的注液量为52g～58g。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明中，所有材料都是国产，使用改性锰酸锂与镍钴锰三元材料作为正极；采用独特的电解液配方，本发明制备的电芯充放电性能优异；本发明制备的电芯成本较目前低速车领域用锂离子电池成本降低了至少30％；本发明制备的电芯高安全，所有安全测试全通过；本发明制备的电芯有效提高循坏至2000次以上。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
称取改性锰酸锂与镍钴锰三元材料，控制改性锰酸锂与镍钴锰三元材料的质量比为7：3；作为正极活性物质；采用人造石墨制备电芯负极；采用厚度为25μm单层聚丙烯基膜作为电芯隔膜；使用单一导电剂作为导电网络，导电剂为导电炭黑；控制导电剂占电池总重量的2％；控制电解液中六氟磷酸锂的摩尔浓度为1.0mol/L，碳酸乙烯酯的摩尔浓度为1.0mol/L，碳酸二乙酯的摩尔浓度为0.9mol/L，碳酸甲乙酯的摩尔浓度为0.9mol/L，碳酸亚乙烯酯的摩尔浓度为0.5％，聚碳酸酯的摩尔浓度为1.5％；匀浆→涂布→辊压→模切→叠片→焊接→封装→烘烤→注液→静置→化成→二封→分容→测试控制电芯正极的正极面密度为197g/m2；控制电芯负极的负极面密度为76g/m2；控制电芯正极的正极压实度为3.05g/cm3；控制电芯负极的负极压实度为1.4g/cm3；控制电解液的注液量为56g。
实施例2
称取改性锰酸锂与镍钴锰三元材料，控制改性锰酸锂与镍钴锰三元材料的质量比为8：2；作为正极活性物质；采用人造石墨制备电芯负极；采用厚度为25μm单层聚丙烯基膜作为电芯隔膜；使用单一导电剂作为导电网络，导电剂为导电炭黑；控制导电剂占电池总重量的2％；控制电解液中六氟磷酸锂的摩尔浓度为1.0mol/L，碳酸乙烯酯的摩尔浓度为1.0mol/L，碳酸二乙酯的摩尔浓度为0.9mol/L，碳酸甲乙酯的摩尔浓度为0.9mol/L，碳酸亚乙烯酯的摩尔浓度为0.5％，聚碳酸酯的摩尔浓度为1.5％；匀浆→涂布→辊压→模切→叠片→焊接→封装→烘烤→注液→静置→化成→二封→分容→测试控制电芯正极的正极面密度为200g/m2；控制电芯负极的负极面密度为77g/m2；控制电芯正极的正极压实度为3.05g/cm3；控制电芯负极的负极压实度为1.4g/cm3；控制电解液的注液量为55g。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (1)

1.一种长循环高安全性锰系低成本电芯制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备电芯正极：称取改性锰酸锂与镍钴锰三元材料，控制改性锰酸锂与镍钴锰三元材料的质量比为8：2-7：3之间；作为正极活性物质；
S2：制备电芯负极：采用人造石墨制备电芯负极；
S3：制备电芯隔膜：采用厚度为20-30μm单层聚丙烯基膜作为电芯隔膜；
S4：制备导电剂：使用单一导电剂作为导电网络，导电剂为导电炭黑；控制导电剂占电池总重量的1％-3％；
S5：制备电解液：控制电解液中六氟磷酸锂的摩尔浓度为0.8-1.0mol/L，碳酸乙烯酯的摩尔浓度为0.9-1.1mol/L，碳酸二乙酯的摩尔浓度为0.9-1.1mol/L，碳酸甲乙酯的摩尔浓度为0.9-1.1mol/L，碳酸亚乙烯酯的摩尔浓度为0.5％～1.1％，聚碳酸酯的摩尔浓度为1.5％～2.5％；
S6：制备电芯，匀浆→涂布→辊压→模切→叠片→焊接→封装→烘烤→注液→静置→化成→二封→分容→测试控制电芯正极的正极面密度为180g/m2-210g/m2；控制电芯负极的负极面密度为70g/m2-80g/m2；控制电芯正极的正极压实度为2.9g/cm3-3.05g/cm3；控制电芯负极的负极压实度为1.4g/cm3-1.6g/cm3；控制电解液的注液量为52g～58g。
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