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CN105336925A - 一种新型锂离子电池 - Google Patents

一种新型锂离子电池 Download PDF

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CN105336925A
CN105336925A CN201510619826.0A CN201510619826A CN105336925A CN 105336925 A CN105336925 A CN 105336925A CN 201510619826 A CN201510619826 A CN 201510619826A CN 105336925 A CN105336925 A CN 105336925A
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China
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lithium ion
nmp
ion battery
pvdf
carbon black
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CN201510619826.0A
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尹亮
李志锋
秦海卫
王晓静
程迪
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HENAN XINTAIHANG POWER SUPPLY CO Ltd
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HENAN XINTAIHANG POWER SUPPLY CO Ltd
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Abstract

一种新型锂离子电池，本发明的技术方案是，它包括如下制作步骤：步骤1，选取三元正极材料、炭黑SP、炭黑KS-6干粉按照比例加入混料设备中；步骤2，加入一定量的PVDF/NMP胶液，加入后使用公转低速参数搅拌，保证步骤1中的干粉仍呈现粉末状态；步骤3，加入一定量的PVDF/NMP胶液，加入后使用公转高速、自传低速的参数搅拌，保证步骤2的浆料呈现高粘度搅拌状态；步骤4，加入一定量的PVDF/NMP胶液、NMP溶液，加入后公转高速、自传高速的参数搅拌，对步骤3的浆料进行稀释；步骤5，按照常规的锂离子电池制作工艺完成极板制作和电池制作。本发明的优点：本发明均采用常规物料，加工成本低；本发明所得到产品具有更高的比能量，可靠性保障易于实现、易于控制。

Description

一种新型锂离子电池
技术领域：
本发明涉及锂离子电池的制造领域，尤其涉及一种具备复合正极制备技术的新型锂离子电池。
背景技术：
近几年，锂离子电池特别是锂离子动力电池在电动工具、电动自行车、轻型电动车等中、大型动力设备上的应用日益受到关注和研究，锂离子电池特别是动力电池的应用逐步体现出日益高涨的热情，在电动大巴、电动汽车逐步走入大众生活的同时，续航里程不可避免的越来越受到关注，开发更高能量密度的、更可靠的动力锂离子电池已经刻不容缓。目前国内高容量动力电池的开发仍处于开发阶段，NCA、811镍钴铝/锰三元材料等正极材料在具备高比能量的同时，其材料特性对制作过程的客观条件提出了苛刻的要求，尤其表现在吸水性方面，虽然材料生产厂家提出了较多的改性方案，针对材料本身进行包覆改善，如《一种锰酸锂复合正极材料、其制备方法及锂离子电池》（申请公布号CN104347853A）、《一种锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池》（申请公布号CN104733730A），但实际仍未进入产业化阶段。
发明内容：
本发明的目的是提供一种具备高比能量、并且加工成本较低的新型锂离子电池。
本发明的技术方案是，一种新型锂离子电池，其特征在于：它包括如下制作步骤：步骤1，选取三元正极材料、炭黑SP、炭黑KS-6干粉按照比例加入混料设备中；步骤2，加入一定量的PVDF/NMP胶液，加入后使用公转低速参数搅拌，保证步骤1中的干粉仍呈现粉末状态；步骤3，加入一定量的PVDF/NMP胶液，加入后使用公转高速、自传低速的参数搅拌，保证步骤2的浆料呈现高粘度搅拌状态；步骤4，加入一定量的PVDF/NMP胶液、NMP溶液，加入后公转高速、自传高速的参数搅拌，对步骤3的浆料进行稀释；步骤5，按照常规的锂离子电池制作工艺完成极板制作和电池制作。
所述的三元正极材料为523镍钴锰三元材料和三元系正极材料NCA的混合物或者523镍钴锰三元材料和811镍钴铝/锰三元材料的混合物。
所述的PVDF/NMP胶液的配比量为：三元正极材料94重量份，PVDF2重量份，NMP胶液45重量份。
所述的炭黑SP、炭黑KS-6干粉加入量为：三元正极材料93重量份，炭黑SP3重量份、炭黑KS-61重量份。
所述的步骤2中的搅拌参数为：公转12r/min搅拌60min。
所述的步骤3中的搅拌参数为：公转30r/min，自转500r/min，搅拌120min。
所述的步骤4中的搅拌参数为：公转30r/min，自转3000r/min，搅拌150min。
本发明中，通过将523镍钴锰三元材料与NCA、811镍钴铝/锰三元材料按照一定比例混合，可以有效的降低NCA、811镍钴铝/锰三元材料制作过程对客观条件的要求（尤其是水分控制要求），实现了产业化目的，提升了电池的能量密度；同时结合在高粘度搅拌前增加干粉润湿步骤的混料方式，增加粉末比重，提升混料均匀性，提高了电池制作的稳定性，电池的可靠性得到明显提升。
本发明的优点：本发明均采用常规物料，通过优化配比和混料方式实现，未增加额外成本；本发明所得到产品具有更高的比能量，生产客观条件要求较低，可靠性保障易于实现、易于控制。
具体实施方式：
实施例1，
1、按照三元材料：PVDF：NMP质量比为94：2：45的比例先将PVDF与NMP按照重量选取，并对选取好的PVDF与NMP进行融合，配置得到PVDF胶液，配置好的胶液放置待用；
2、将Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2（523镍钴锰三元材料）和Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2（811镍钴锰三元材料）以质量比4：6的比例加入混合机中合称为三元材料，按照三元材料：炭黑SP：炭黑KS-6质量比为94:3:1的比例将SP与KS-6加入混合机中；
3、将步骤1中提前制得的PVDF胶液的总质量的12%加入混合机中，公转12r/min搅拌60min；
4、将步骤1中提前制得的PVDF胶液的总质量的63%加入混合机中，公转30r/min，自转500r/min搅拌120min；
5、将步骤1中提前制得的剩余PVDF胶液加入混合机中，取三元：NMP质量比为100：5的NMP溶液进行粘度调节，公转30r/min，自转3000r/min，搅拌150min；
6、将制得的浆料按照常规的方法完成极片制作和电池制作。
上述制作过程在523镍钴锰三元材料生产控制条件下进行，经检测，该工艺制备的正极极片含水量在300~330ppm，与523镍钴锰三元材料极片相比含水量约高出20ppm。该极片制作的18650电池容量可以达到2600mAh，电池性能达到设计要求，能量密度提高约18%。
实施例2，
1、按照三元材料：PVDF：NMP质量比为94：2：45的比例先将PVDF与NMP按照重量选取，并对选取好的PVDF与NMP进行融合，配置得到PVDF胶液，配置好的胶液放置待用；
2、将Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2（523镍钴锰三元材料）和Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2（811镍钴锰三元材料）以质量比7：3的比例加入混合机中合称为三元材料，按照三元材料：炭黑SP：炭黑KS-6质量比为94:3:1的比例将SP与KS-6加入混合机中；
3、将步骤1中提前制得的PVDF胶液的总质量的12%加入混合机中，公转12r/min搅拌60min；
4、将步骤1中提前制得的PVDF胶液的总质量的63%加入混合机中，公转30r/min，自转500r/min搅拌120min；
5、将步骤1中提前制得的剩余PVDF胶液加入混合机中，取三元：NMP质量比为100：5的NMP溶液进行粘度调节，公转30r/min，自转3000r/min，搅拌150min；
6、将制得的浆料按照常规的方法完成极片制作和电池制作。
上述制作过程在523镍钴锰三元材料生产控制条件下进行，经检测，该工艺制备的正极极片含水量在280~300ppm，与523镍钴锰三元材料极片相比含水量接近。该极片制作的18650电池容量可以达到2400mAh，电池性能达到设计要求，能量密度提高约9%。
实施例3，
1、按照三元材料：PVDF：NMP质量比为94：2：45的比例先将PVDF与NMP按照重量选取，并对选取好的PVDF与NMP进行融合，配置得到PVDF胶液，配置好的胶液放置待用；
2、将Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2（523镍钴锰三元材料）和三元系正极材料NCA，以质量比3：7的比例加入混合机中合称为三元材料，按照三元材料：炭黑SP：炭黑KS-6质量比为94:3:1的比例将SP与KS-6加入混合机中；
3、将步骤1中提前制得的PVDF胶液的总质量的13%加入混合机中，公转11r/min搅拌60min；
4、将步骤1中提前制得的PVDF胶液的总质量的62%加入混合机中，公转29r/min，自转500r/min搅拌120min；
5、将步骤1中提前制得的剩余PVDF胶液加入混合机中，取三元：NMP质量比为100：5的NMP溶液进行粘度调节，公转31r/min，自转3000r/min，搅拌150min；
6、将制得的浆料按照常规的方法完成极片制作和电池制作。
上述制作过程在523镍钴锰三元材料生产控制条件下进行，经检测，该工艺制备的正极极片含水量在320~350ppm，与523镍钴锰三元材料极片相比含水量约高出40ppm。该极片制作的18650电池容量可以达到2800mAh，电池性能达到设计要求，能量密度提高约24%。
实施例4，
1、按照三元材料：PVDF：NMP质量比为94：2：45的比例先将PVDF与NMP按照重量选取，并对选取好的PVDF与NMP进行融合，配置得到PVDF胶液，配置好的胶液放置待用；
2、将Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2（523镍钴锰三元材料）和Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2（811镍钴锰三元材料）以质量比5：5的比例加入混合机中，合称为三元材料，按照三元材料：炭黑SP：炭黑KS-6质量比为94:3:1的比例将SP与KS-6加入混合机中；
3、将步骤1中提前制得的PVDF胶液的总质量的12%加入混合机中，公转13r/min搅拌60min；
4、将步骤1中提前制得的PVDF胶液的总质量的63%加入混合机中，公转29r/min，自转500r/min搅拌120min；
5、将步骤1中提前制得的剩余PVDF胶液加入混合机中，取三元：NMP质量比为100：5的NMP溶液进行粘度调节，公转29r/min，自转3000r/min，搅拌150min；
6、将制得的浆料按照常规的方法完成极片制作和电池制作。
上述制作过程在523镍钴锰三元材料生产控制条件下进行，经检测，该工艺制备的正极极片含水量在290-320ppm，与523镍钴锰三元材料极片相比含水量约高出10ppm。该极片制作的18650电池容量可以达到2500mAh，电池性能达到设计要求，能量密度提高约14%。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型锂离子电池，其特征在于：它包括如下制作步骤：步骤1，选取三元正极材料、炭黑SP、炭黑KS-6干粉按照比例加入混料设备中；步骤2，加入一定量的PVDF/NMP胶液，加入后使用公转低速参数搅拌，保证步骤1中的干粉仍呈现粉末状态；步骤3，加入一定量的PVDF/NMP胶液，加入后使用公转高速、自传低速的参数搅拌，保证步骤2的浆料呈现高粘度搅拌状态；步骤4，加入一定量的PVDF/NMP胶液、NMP溶液，加入后公转高速、自传高速的参数搅拌，对步骤3的浆料进行稀释；步骤5，按照常规的锂离子电池制作工艺完成极板制作和电池制作。
2.如权利要求1所述的一种新型锂离子电池，其特征在于：所述的三元正极材料为523镍钴锰三元材料和三元系正极材料NCA的混合物或者523镍钴锰三元材料和811镍钴铝/锰三元材料的混合物。
3.如权利要求1所述的一种新型锂离子电池，其特征在于：所述的PVDF/NMP胶液的配比量为：三元正极材料94重量份，PVDF2重量份，NMP胶液45重量份。
4.如权利要求1所述的一种新型锂离子电池，其特征在于：所述的炭黑SP、炭黑KS-6干粉加入量为：三元正极材料93重量份，炭黑SP3重量份、炭黑KS-61重量份。
5.如权利要求1所述的一种新型锂离子电池，其特征在于：所述的步骤2中的搅拌参数为：公转12r/min搅拌60min。
6.如权利要求1所述的一种新型锂离子电池，其特征在于：所述的步骤3中的搅拌参数为：公转30r/min，自转500r/min，搅拌120min。
7.如权利要求1所述的一种新型锂离子电池，其特征在于：所述的步骤4中的搅拌参数为：公转30r/min，自转3000r/min，搅拌150min。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108054425A (zh) * 2017-12-09 2018-05-18 珠海聚碳复合材料有限公司 一种新型高倍率三元镍钴铝动力电池的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102652905A (zh) * 2012-04-19 2012-09-05 珠海格力新能源科技有限公司 一种锂电池制造过程的搅拌工艺
CN103682305A (zh) * 2013-10-15 2014-03-26 深圳金山电池有限公司 大容量锂离子电池正极浆料及其制备方法
CN103825006A (zh) * 2014-03-17 2014-05-28 山东润峰集团新能源科技有限公司 一种锂离子电池正极浆料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102652905A (zh) * 2012-04-19 2012-09-05 珠海格力新能源科技有限公司 一种锂电池制造过程的搅拌工艺
CN103682305A (zh) * 2013-10-15 2014-03-26 深圳金山电池有限公司 大容量锂离子电池正极浆料及其制备方法
CN103825006A (zh) * 2014-03-17 2014-05-28 山东润峰集团新能源科技有限公司 一种锂离子电池正极浆料的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108054425A (zh) * 2017-12-09 2018-05-18 珠海聚碳复合材料有限公司 一种新型高倍率三元镍钴铝动力电池的制备方法
CN108054425B (zh) * 2017-12-09 2020-02-21 珠海聚碳复合材料有限公司 一种新型高倍率三元镍钴铝动力电池的制备方法

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