專利名稱：聚合物電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰電池制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高容量聚合物電池。
背景技術(shù)：
目前，鋰離子電池具有能量密度高、質(zhì)量輕、安全性能好等其他儲(chǔ)能電池不可比擬的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成功應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品、通訊設(shè)備、自動(dòng)化儀器儀表和各種電動(dòng)工具中，在電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車上也得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)于航天、航空、野戰(zhàn)等軍事領(lǐng)域也極具誘惑力。此外，在軍用領(lǐng)域?qū)︿囯x子電池的工作溫度范圍和能量還提出了很高的要求，一般至少要求能在-40-60°C下工作，目前主要是通過(guò)對(duì)電池進(jìn)行串并聯(lián)組合來(lái)獲得高能量，例如通過(guò)四個(gè)電池串聯(lián)、七個(gè)電池串聯(lián)以及不同的并聯(lián)形式可以得到14. 4V10Ah和25. 2V20Ah高容量電池組，而如果應(yīng)用于魚雷等大型裝置上，則需要鋰離子電池組提供更高的能量。但是聚合物、軟包裝的電池單體容量較小(< IOAh),導(dǎo)致應(yīng)用領(lǐng)域不廣泛，而且如何保證電池組內(nèi)各單體電池的一致性是保證電池組性能的關(guān)鍵，也是目前鋰離子電池在眾多領(lǐng)域成功應(yīng)用的瓶頸。目前在大倍率放電上，純磷酸鐵鋰可以達(dá)到要求，但比能量低，電壓平臺(tái)低，僅僅為3. 2V。而純鈷鋰的電池大倍率性能不好，安全性也不好。因此，目前迫切需要研發(fā)出一種大容量，高比能量的鋰離子電池，其可以有很好的大倍率放電以及循環(huán)性能，可 以有高的比能量，可以有很好的安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種大容量，高比能量的鋰離子電池，其可以有很好的大倍率放電以及循環(huán)性能，可以有高的比能量的聚合物鋰電池以及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是—種聚合物電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜以及鋁塑封裝袋，所述的正極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體上的正極涂覆層，所述的負(fù)極片包括正極集流體和涂覆在負(fù)極集流體上的負(fù)極涂覆層，所述的正極集流體為鋁箔，正極涂覆層由以下組分構(gòu)成，三元材料72 78質(zhì)量份數(shù)，錳酸鋰16 20質(zhì)量份數(shù)，導(dǎo)電炭黑I 4質(zhì)量份數(shù)，納米碳管I 4質(zhì)量份數(shù)，粘結(jié)劑I 4質(zhì)量份數(shù)，助劑16-24質(zhì)量份數(shù)，所述的負(fù)極集流體為銅箔，所述的負(fù)極涂覆層由以下組分構(gòu)成，石墨60 65質(zhì)量份數(shù)，中間相碳微球25 30質(zhì)量份數(shù)，導(dǎo)電炭黑I 4質(zhì)量份數(shù)，
乙炔黑I 4質(zhì)量份數(shù)，粘結(jié)劑I 6質(zhì)量份數(shù)，助劑7-48質(zhì)量份數(shù)，所述的電解液包括磷氮系阻燃劑，其質(zhì)量百分比10 20%。所述的隔膜厚度為20 25 μ m。所述的正極涂覆層和負(fù)極涂覆層的粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；助劑為氮甲基吡咯烷酮。所述的鋁塑封裝袋厚度在113 153 μ m。所述的正極集流體為15 30 μ m的招箔,所述的負(fù)極集流體為10 20 μ m的銅箔。一種如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的聚合物電池的制備方法，包括以下步驟，I)將正極涂覆層組分中10-15%粘結(jié)劑和60-90%的助劑放入容器中攪拌均勻；2)將正極涂覆層的其余組分放入容器中攪拌均勻，然后均勻涂到鋁箔上，涂覆后鋁箔整體厚度在170-190um。3)用碾壓機(jī)碾壓至鋁箔整體厚度在120-137 μ m ；

4、將負(fù)極涂覆層組分中15-20%的粘結(jié)劑PVDF和80_90%助劑NMP放入容器中攪拌均勻；5)將負(fù)極涂覆層的其余組分放入容器中攪拌均勻，然后均勻涂到銅箔上，涂覆后銅箔整體厚度在155-170um ；6)用碾壓機(jī)碾壓至銅箔整體厚度在110-126 μ m ；7)分別在涂覆后的鋁箔和銅箔上沖裁出正極片和負(fù)極片；8)將正極片、負(fù)極片以及隔膜疊加并在正極和負(fù)極上焊接上極耳；然后用鋁塑封裝袋；9)將鋰離子電池電解液和磷氮系阻燃劑混合后注到鋁塑封裝袋內(nèi)，然后用化成設(shè)備對(duì)其充放電后，完成電池的制作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的鋰離子電池制備組分和方法可有效的提高聚合物的電池容量，提高倍率性能，安全性能，降低因需要組合提高電池容量而減少了比能量，電池制作合格率不高的情況，該大容量聚合物電池制作簡(jiǎn)單，應(yīng)用非常廣泛。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。表I
權(quán)利要求
1.一種聚合物電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜以及鋁塑封裝袋，所述的正極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體上的正極涂覆層，所述的負(fù)極片包括正極集流體和涂覆在負(fù)極集流體上的負(fù)極涂覆層，其特征在于，所述的正極集流體為鋁箔，正極涂覆層由以下組分構(gòu)成， 三元材料72 78質(zhì)量份數(shù)， 猛酸鋰16 20質(zhì)量份數(shù)， 導(dǎo)電炭黑I 4質(zhì)量份數(shù)， 納米碳管I 4質(zhì)量份數(shù)， 粘結(jié)劑I 4質(zhì)量份數(shù)， 助劑16-24質(zhì)量份數(shù)， 所述的負(fù)極集流體為銅箔，所述的負(fù)極涂覆層由以下組分構(gòu)成， 石墨60 65質(zhì)量份數(shù)， 中間相碳微球25 30質(zhì)量份數(shù)， 導(dǎo)電炭黑I 4質(zhì)量份數(shù)， 乙炔黑I 4質(zhì)量份數(shù)， 粘結(jié)劑I 6質(zhì)量份數(shù)， 助劑7-48質(zhì)量份數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的聚合物電池，其特征在于，所述的電解液包括磷氮系阻燃劑，其質(zhì)量百分比10 20%。
3.如權(quán)利要求1所述的聚合物電池，其特征在于，所述的隔膜厚度為20 25μπι。
4.如權(quán)利要求1所述的聚合物電池，其特征在于，所述的正極涂覆層和負(fù)極涂覆層的粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；助劑為氮甲基吡咯烷酮。
5.如權(quán)利要求1所述的聚合物電池，其特征在于，所述的鋁塑封裝袋厚度在113 153 μ m0
6.如權(quán)利要求1所述的聚合物電池，其特征在于，所述的正極集流體為15 30μπι的鋁箔，所述的負(fù)極集流體為10 20 μ m的銅箔。
7.—種如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的聚合物電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟， 1)將正極涂覆層組分中10-15%粘結(jié)劑和60-90%的助劑放入容器中攪拌均勻； 2)將正極涂覆層的其余組分放入容器中攪拌均勻，然后均勻涂到鋁箔上，涂覆后鋁箔整體厚度在170-190um。
3)用碾壓機(jī)碾壓至鋁箔整體厚度在120-137μ m ； ,4、將負(fù)極涂覆層組分中15-20%的粘結(jié)劑PVDF和80-90%助劑NMP放入容器中攪拌均勻； 5)將負(fù)極涂覆層的其余組分放入容器中攪拌均勻，然后均勻涂到銅箔上，涂覆后銅箔整體厚度在155-170um ； 6)用碾壓機(jī)碾壓至銅箔整體厚度在110-126μ m ； 7)分別在涂覆后的鋁箔和銅箔上沖裁出正極片和負(fù)極片； 8)將正極片、負(fù)極片以及隔膜疊加并在正極和負(fù)極上焊接上極耳；然后用鋁塑封裝袋； 9)將鋰離子電池電解液和磷氮系阻燃劑混合后注到鋁塑封裝袋內(nèi)，然后用化成設(shè)備對(duì)其充放電后，完成電池的制作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚合物電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜以及鋁塑封裝袋，所述的正極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體上的正極涂覆層，所述的負(fù)極片包括正極集流體和涂覆在負(fù)極集流體上的負(fù)極涂覆層，本發(fā)明公開了一種正負(fù)極涂覆層的新配方，以及利用該新涂覆層制備聚合物鋰電池的方法。本發(fā)明的鋰離子電池制備組分和方法可有效的提高聚合物的電池容量，提高倍率性能，安全性能，降低因需要組合提高電池容量而減少了比能量，電池制作合格率不高的情況，該大容量聚合物電池制作簡(jiǎn)單，應(yīng)用非常廣泛。
文檔編號(hào)H01M10/058GK103066320SQ20121058307
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者馮輝, 陽(yáng)曉霞, 陳欣, 韋玉丹, 李玥 申請(qǐng)人:天津力神電池股份有限公司