一種新型鋰離子電池的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及鋰離子電池的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種具備復(fù)合正極制備技術(shù)的新型鋰離子電池。
[0002]【背景技術(shù)】:
近幾年，鋰離子電池特別是鋰離子動(dòng)力電池在電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、輕型電動(dòng)車等中、大型動(dòng)力設(shè)備上的應(yīng)用日益受到關(guān)注和研究，鋰離子電池特別是動(dòng)力電池的應(yīng)用逐步體現(xiàn)出日益高漲的熱情，在電動(dòng)大巴、電動(dòng)汽車逐步走入大眾生活的同時(shí)，續(xù)航里程不可避免的越來越受到關(guān)注，開發(fā)更高能量密度的、更可靠的動(dòng)力鋰離子電池已經(jīng)刻不容緩。目前國內(nèi)高容量動(dòng)力電池的開發(fā)仍處于開發(fā)階段，NCA、811鎳鈷鋁/錳三元材料等正極材料在具備高比能量的同時(shí)，其材料特性對制作過程的客觀條件提出了苛刻的要求，尤其表現(xiàn)在吸水性方面，雖然材料生產(chǎn)廠家提出了較多的改性方案，針對材料本身進(jìn)行包覆改善，如《一種錳酸鋰復(fù)合正極材料、其制備方法及鋰離子電池》(申請公布號(hào)CN 104347853 A)、《一種鋰離子電池正極材料及其制備方法和鋰離子電池》(申請公布號(hào)CN 104733730 A)，但實(shí)際仍未進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種具備高比能量、并且加工成本較低的新型鋰離子電池。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種新型鋰離子電池，其特征在于:它包括如下制作步驟:步驟1，選取三元正極材料、炭黑SP、炭黑KS-6干粉按照比例加入混料設(shè)備中；步驟2，加入一定量的PVDF/NMP膠液，加入后使用公轉(zhuǎn)低速參數(shù)攪拌，保證步驟1中的干粉仍呈現(xiàn)粉末狀態(tài)；步驟3，加入一定量的PVDF/NMP膠液，加入后使用公轉(zhuǎn)高速、自傳低速的參數(shù)攪拌，保證步驟2的漿料呈現(xiàn)高粘度攪拌狀態(tài)；步驟4，加入一定量的PVDF/NMP膠液、NMP溶液，加入后公轉(zhuǎn)高速、自傳高速的參數(shù)攪拌，對步驟3的漿料進(jìn)行稀釋；步驟5，按照常規(guī)的鋰離子電池制作工藝完成極板制作和電池制作。
[0005]所述的三元正極材料為523鎳鈷錳三元材料和三元系正極材料NCA的混合物或者523鎳鈷錳三元材料和811鎳鈷鋁/錳三元材料的混合物。
[0006]所述的PVDF/NMP膠液的配比量為:三元正極材料94重量份，PVDF 2重量份，NMP膠液45重量份。
[0007]所述的炭黑SP、炭黑KS-6干粉加入量為:三元正極材料93重量份，炭黑SP 3重量份、炭黑KS-6 1重量份。
[0008]所述的步驟2中的攪拌參數(shù)為:公轉(zhuǎn)12r/min攪拌60min。
[0009]所述的步驟3中的攪拌參數(shù)為:公轉(zhuǎn)30r/min，自轉(zhuǎn)500r/min，攪拌120min。
[0010]所述的步驟4中的攪拌參數(shù)為:公轉(zhuǎn)30r/min，自轉(zhuǎn)3000r/min，攪拌150min。
[0011]本發(fā)明中，通過將523鎳鈷錳三元材料與NCA、811鎳鈷鋁/錳三元材料按照一定比例混合，可以有效的降低NCA、811鎳鈷鋁/錳三元材料制作過程對客觀條件的要求(尤其是水分控制要求)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化目的，提升了電池的能量密度；同時(shí)結(jié)合在高粘度攪拌前增加干粉潤濕步驟的混料方式，增加粉末比重，提升混料均勻性，提高了電池制作的穩(wěn)定性，電池的可靠性得到明顯提升。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明均采用常規(guī)物料，通過優(yōu)化配比和混料方式實(shí)現(xiàn)，未增加額外成本；本發(fā)明所得到產(chǎn)品具有更高的比能量，生產(chǎn)客觀條件要求較低，可靠性保障易于實(shí)現(xiàn)、易于控制。
[0013]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1，
1、按照三元材料:PVDF:NMP質(zhì)量比為94:2:45的比例先將PVDF與NMP按照重量選取，并對選取好的PVDF與NMP進(jìn)行融合，配置得到PVDF膠液，配置好的膠液放置待用；
2、將Li (Ni0.5Co0.2Mn0.3) 02 (523 鎳鈷錳三元材料)和 Li (Ni0.8Co0.1)02 (811 鎳鈷錳三元材料)以質(zhì)量比4:6的比例加入混合機(jī)中合稱為三元材料，按照三元材料:炭黑SP:炭黑KS-6質(zhì)量比為94:3:1的比例將SP與KS-6加入混合機(jī)中；
3、將步驟1中提前制得的PVDF膠液的總質(zhì)量的12%加入混合機(jī)中，公轉(zhuǎn)12r/min攪拌60min ；
4、將步驟1中提前制得的PVDF膠液的總質(zhì)量的63%加入混合機(jī)中，公轉(zhuǎn)30r/min，自轉(zhuǎn)500r/min 攬摔 120min ；
5、將步驟1中提前制得的剩余PVDF膠液加入混合機(jī)中，取三元:NMP質(zhì)量比為100:5的NMP溶液進(jìn)行粘度調(diào)節(jié)，公轉(zhuǎn)30r/min，自轉(zhuǎn)3000r/min，攪拌150min ；
6、將制得的漿料按照常規(guī)的方法完成極片制作和電池制作。
[0014]上述制作過程在523鎳鈷錳三元材料生產(chǎn)控制條件下進(jìn)行，經(jīng)檢測，該工藝制備的正極極片含水量在300~330ppm，與523鎳鈷錳三元材料極片相比含水量約高出20ppm。該極片制作的18650電池容量可以達(dá)到2600mAh，電池性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能量密度提高約18%。
[0015]
實(shí)施例2，
1、按照三元材料:PVDF:NMP質(zhì)量比為94:2:45的比例先將PVDF與NMP按照重量選取，并對選取好的PVDF與NMP進(jìn)行融合，配置得到PVDF膠液，配置好的膠液放置待用；
2、將Li (Ni0.5Co0.2Mn0.3) 02 (523 鎳鈷錳三元材料)和 Li (Ni0.8Co0.1)02 (811 鎳鈷錳三元材料)以質(zhì)量比7:3的比例加入混合機(jī)中合稱為三元材料，按照三元材料:炭黑SP:炭黑KS-6質(zhì)量比為94:3:1的比例將SP與KS-6加入混合機(jī)中；
3、將步驟1中提前制得的PVDF膠液的總質(zhì)量的12%加入混合機(jī)中，公轉(zhuǎn)12r/min攪拌60min ；
4、將步驟1中提前制得的PVDF膠液的總質(zhì)量的63%加入混合機(jī)中，公轉(zhuǎn)30r/min，自轉(zhuǎn)500r/min 攬摔 120min ；
5、將步驟1中提前制得的剩余PVDF膠液加入混合機(jī)中，取三元:NMP質(zhì)量比為100:5的NMP溶液進(jìn)行粘度調(diào)節(jié)，公轉(zhuǎn)30r/min，自轉(zhuǎn)3000r/min，攪拌150min ；
6、將制得的漿料按照常規(guī)的方法完成極片制作和電池制作。
[0016]上述制作過程在523鎳鈷錳三元材料生產(chǎn)控制條件下進(jìn)行，經(jīng)檢測，該工藝制備的正極極片含水量在280~300ppm，與523鎳鈷錳三元材料極片相比含水量接近。該極片制作的1