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一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2015-11-30
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2016-10-26
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2019-09-20
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2035-11-30
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201510851426.2 申请日 2015-11-30
公开/公告号 CN105470467B 公开/公告日 2019-09-20
授权日 2019-09-20 预估到期日 2035-11-30
申请年 2015年 公开/公告年 2019年
缴费截止日
分类号 H01M4/1397H01M4/66H01M10/0567H01M10/0569H01M10/058H01M10/0587 主分类号 H01M4/1397
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 7
权利要求数量 8 非专利引证数量 0
引用专利数量 5 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN102969548A、CN102969548A、CN103021671A、JP特开2001-250585A、CN2754223Y 被引证专利
专利权维持 7 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 李朝 当前专利权人 李朝
发明人 李朝 第一发明人 李朝
地址 广东省惠州市惠城区小金口街道办柏岗村委 邮编 516100
申请人数量 1 发明人数量 1
申请人所在省 广东省 申请人所在市 广东省惠州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
深圳市千纳专利代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
刘彦、潘丽君
摘要
本发明公开了一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,包正极片制作、负极片制作、负极片加工和卷绕成型等工序。负极片加工中把负极片制作工序得到的负极片的负极裸露区双面贴合有铝电解电容器的阴极铝箔,得到待卷绕成型的负极片;卷绕成型中将正极片、负极片、隔膜和隔离纸采用卷绕方式卷绕成型得到圆柱形电芯,在卷绕过程中,所述隔膜设置在负极片和正极片之间,所述负极裸露区包裹正极裸露区设置在所述圆柱形电芯外侧圆周,卷绕在负极裸露区、正极裸露区之间的隔膜双面贴合有浸泡有电容器电解液的隔离纸。本发明的高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法具有安全性好、功率密度高、加工方便和成本低廉的特点。
  • 摘要附图
    一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法
  • 说明书附图:图1
    一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法
  • 说明书附图:图2
    一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法
  • 说明书附图:图3
    一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法
  • 说明书附图:图4
    一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法
  • 说明书附图:图5
    一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2019-09-20 授权
2 2016-10-26 实质审查的生效 IPC(主分类): H01M 4/1397 专利申请号: 201510851426.2 申请日: 2015.11.30
3 2016-04-06 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
正极片制作:将85%-95%重量的钴酸锂材料作为正极活性物质、1%-10%的导电剂和
1%-15%的粘结剂溶于溶剂中制作钴酸锂正极浆料,以铝电解电容器的阳极铝箔作为正极集流体,将钴酸锂正极浆料双面涂覆到正极集流体形成正极活性材料层,所述正极集流体的尾部设有没有涂覆正极活性材料层的正极裸露区,然后进行干燥,制作极片,然后将将极片辗压,剪切分条制成正极片;
负极片制作:将90%-98%重量的负极活性物质、1%-5%的导电剂和1%-5%的粘结剂溶于溶剂中制作负极浆料,将负极浆料双面涂覆到负极集流体上形成负极活性材料层,所述负极集流体的尾部设有没有涂覆负极活性材料层的负极裸露区,然后干燥,制作极片,然后将将极片辗压,剪切分条制成负极片;
负极片加工:把负极片制作工序得到的负极片的负极裸露区双面贴合有铝电解电容器的阴极铝箔,得到待卷绕成型的负极片;
卷绕成型:将正极片、负极片、隔膜和隔离纸采用卷绕方式卷绕成型得到圆柱形电芯,在卷绕过程中,所述隔膜设置在负极片和正极片之间,所述负极裸露区包裹正极裸露区设置在所述圆柱形电芯外侧圆周,卷绕在负极裸露区、正极裸露区之间的隔膜双面贴合有浸泡有电容器电解液的隔离纸。

2.根据权利要求1所述高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,其特征在于:所述锂离子电池还包括锂离子电池电解液,所述锂离子电池电解液由溶剂、电解质盐和添加剂组成,其中溶剂由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯(EC)四元组分组成,其体积百分如下:DMC占20%~30%,DEC占20%~30%,EMC占
10%~20%,EC占25%~50%。

3.根据权利要求2所述高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,其特征在于:所述添加剂由成膜添加剂、防过充添加剂和高温添加剂组成,其中,成膜添加剂有碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、碳酸亚乙烯酯(VC),浓度为0.5~3.0%,防过充添加剂有环已苯(CHB)、联苯、二甲苯,浓度为0.5~3.0%,高温添加剂有1,3-丙烷磺内酯(AS)、邻苯二甲酸酐(PA),其浓度为0.5~3.0%。

4.根据权利要求3所述高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,其特征在于:所述圆柱形电芯还包括圆柱形钢壳,所述圆柱形电芯封装在钢壳内部。

5.根据权利要求3所述高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,其特征在于:所述负极片的长度大于所述正极片,所述负极裸露区的长度大于所述正极裸露区,所述负极裸露区、正极裸露区包裹在圆柱形电芯外侧一周到十周。

6.根据权利要求4或5所述高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,其特征在于:所述负极集流体为铜箔。

7.根据权利要求6所述高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,其特征在于:所述隔膜为PE隔膜、PP隔膜或PE/PP复合隔膜。

8.根据权利要求7所述高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,其特征在于:所述负极活性材料层为天然石墨材料层和和/或人工石墨材料层。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及电池技术领域,具体为一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法。

背景技术

[0002] 随着现代社会信息化和智能化的高速发展,以及环境污染和能源匮乏日渐严重,社会对蓄电器件的容量和输出功率要求越来越高,锂离子电池和电容器等成为当前研究热点。锂离子电池具有能量密度高、自放电率低等优点,但倍率性能不理想,功率密度较低,而且锂离子电池的电压范围在3. 0~4.1V之间,高于4.1V时,电池正极材料和电解液不稳定、易氧化,负极表面易析锂形成锂枝晶,带来安全隐患。特别在锂离子电池滥用的状况下,如何提高锂离子电池诸如针刺、挤压等安全性能避免爆炸事故的发生显得尤为迫切。
[0003] 与此同时,钴酸锂作为锂离子电池最早商业化应用的正极材料,具有结构稳定、容量比高、综合性能突出的特点,但是由于金钴的存在其安全性差、成本非常高,直接制约了钴酸锂在锂离子电池领域的推广应用。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种铝电解电容器型锂离子电池,具有安全性好、功率密度高、加工方便和成本低廉的特点。
[0005] 本发明可以通过以下技术方案来实现:
[0006] 本发明公开了一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,包括以下步骤:
[0007] 正极片制作:将 85%-95% 重量的钴酸锂材料作为正极活性物质、1%-10% 的导电剂和 1%-15% 的粘结剂溶于溶剂中制作钴酸锂正极浆料,以铝电解电容器的阳极铝箔作为正极集流体,将钴酸锂正极浆料双面涂覆到正极集流体形成正极活性材料层,所述正极集流体的尾部设有没有涂覆正极活性材料层的正极裸露区,然后进行干燥,制作极片,然后将将极片辗压,剪切分条制成正极片;
[0008] 负极片制作:将 90%-98% 重量的负极活性物质、1%-5% 的导电剂和 1%-5% 的粘结剂溶于溶剂中制作负极浆料,将负极浆料双面涂覆到负极集流体上形成负极活性材料层,所述负极集流体的尾部设有没有涂覆负极活性材料层的负极裸露区,然后干燥,制作极片,然后将将极片辗压,剪切分条制成负极片;
[0009] 负极片加工:把负极片制作工序得到的负极片的负极裸露区双面贴合有铝电解电容器的阴极铝箔,得到待卷绕成型的负极片;
[0010] 卷绕成型:将正极片、负极片、隔膜和隔离纸采用卷绕方式卷绕成型得到圆柱形电芯,在卷绕过程中,所述隔膜设置在负极片和正极片之间,所述负极裸露区包裹正极裸露区设置在所述圆柱形电芯外侧圆周,卷绕在负极裸露区、正极裸露区之间的隔膜双面贴合有浸泡有电容器电解液的隔离纸。
[0011] 在本发明制备得到的锂离子电池中,所述锂离子电池包括负极片、正极片和隔膜,所述负极片、正极片和隔膜相互间隔圆柱形卷绕设计形成圆柱形电芯,所述隔膜设置在负极片和正极片之间,所述负极片为双面涂层结构,所负极片的负极集流体两面均涂有负极活性材料层,所述负极集流体的尾部设有没有涂覆负极活性材料层的负极裸露区,所述正极片为双面涂层结构,所述正极片的正极集流体双面涂有正极活性材料层,所述正极集流体的尾部设有没有涂覆正极活性材料层的正极裸露区,所述负极裸露区双面贴合有铝电解电容器的阴极铝箔,所述正极集流体为铝电解电容器的阳极铝箔,所述负极裸露区包裹正极裸露区设置在所述圆柱形电芯外侧圆周,卷绕在负极裸露区、正极裸露区之间的隔膜双面贴合有浸泡有电容器电解液的隔离纸。
[0012] 在锂离子电池中,能势最高的是正极集流体对负极活性材料层,然后是正极活性材料层对负极活性材料层,然后是正极活性材料层对负极集流体,最后是负极集流体对正极集流体。通过在锂离子电池中设置负极裸露区与正极裸露区包裹在圆柱形电芯圆周的外侧,锂离子电池在经受诸如挤压、针刺等滥用情况下,负极集流体与正极集流体最先接触,发生短路,是能势最低的一种接触方式,从而实现锂离子电池正极和负极的短路,释放出一定的能量,有效避免了爆炸事故的发生,提高了锂离子电池的安全性。通过正极集流体采用铝电解电容器的阳极铝箔,既满足锂离子电池正极集流体常规的使用要求,同时也使阳极铝箔和贴合在负极集流体的阴极铝箔形成相对面积较大的铝电解电容器,在没有降低锂离子电池能量密度的前提下,有效提升了锂离子电池的功率密度。通过铝电解电容器的阳极铝箔和阴极铝箔分别设置在锂离子电池正极裸露区和负极裸露区的设置,对于锂离子电池诸如涂布、分条、制片等前工序并没有发生影响,只需要在卷绕工序引入阴极铝箔和隔离纸即可,简化加工过程,提升生产效率。铝电解电容器的主要原料为阳极铝箔和阴极铝箔,铝箔来源广泛,且阳极铝膜同时也可以作为锂离子电池的正极集流体,在给锂离子电池附加铝电解电容器功能的同时不会造成成本的剧增。
[0013] 进一步地,所述锂离子电池还包括锂离子电池电解液,所述锂离子电池电解液由溶剂、电解质盐和添加剂组成,其中溶剂由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯(EC)四元组分组成,其体积百分如下:DMC占20%~30%,DEC占20%~30%,EMC 占 10%~20%,EC 占 25%~50%。锂离子电池电解液体系与铝电解电容器的电解液体系均为性质现实的有机溶剂体系,既满足锂离子电池的要求,又满足了铝电解电容器的工作需要,有效简化了加工制造过程。
[0014] 进一步地,所述添加剂由成膜添加剂、防过充添加剂和高温添加剂组成,其中,成膜添加剂有碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、碳酸亚乙烯酯(VC),浓度为O. 5~3. 0%,防过充添加剂有环已苯(CHB)、联苯、二甲苯,浓度为O. 5~3. 0%,高温添加剂有1,3-丙烷磺内酯(AS)、邻苯二甲酸酐(PA),其浓度为O. 5~3. 0%。
[0015] 进一步地,所述圆柱形电芯还包括圆柱形钢壳,所述圆柱形电芯封装在钢壳内部。
[0016] 进一步地,所述负极片的长度大于所述正极片,所述负极裸露区的长度大于所述正极裸露区,所述负极裸露区、正极裸露区包裹在圆柱形电芯外侧一周到十周。可以根据实际需要。灵活设置负极裸露区、正极裸露区环绕在圆柱形电芯的圈数,圈数越多,锂离子电池的安全性越高,铝电解电容器的电容也就越高,但同时会造成圆柱形电芯半径的增加,反而降低锂离子电池能量密度。
[0017] 进一步地,所述负极集流体为铜箔。
[0018] 进一步地,所述隔膜为PE隔膜、PP隔膜或PE/PP复合隔膜。
[0019] 进一步地,所述负极活性材料层为天然石墨材料层和和/或人工石墨材料层。
[0020] 进一步地,所述阳极铝箔表面包括经过腐蚀处理形成的阳极氧化膜,所负极铝箔表面包括未经腐蚀处理的天然氧化膜,所述阳极氧化膜和天然氧化膜透过隔离纸彼此相对。
[0021] 本发明一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,具有如下的有益效果:
[0022] 第一、安全性好,通过在锂离子电池中设置负极裸露区与正极裸露区包裹在圆柱形电芯圆周的外侧,锂离子电池在经受诸如挤压、针刺等滥用情况下,负极集流体与正极集流体最先接触,发生短路,是能势最低的一种接触方式,从而实现锂离子电池正极和负极的短路,释放出一定的能量,有效避免了爆炸事故的发生,提高了锂离子电池的安全性,特别针对钴酸锂正极材料含有爆炸风险的锂离子电池来说形成非常良好的安全保护机制;
[0023] 第二、功率密度高,通过正极集流体采用铝电解电容器的阳极铝箔,既满足锂离子电池正极集流体常规的使用要求,同时也使阳极铝箔和贴合在负极集流体的阴极铝箔形成相对面积较大的铝电解电容器,在没有降低锂离子电池能量密度的前提下,有效提升了锂离子电池的功率密度;
[0024] 第三、加工方便,通过铝电解电容器的阳极铝箔和阴极铝箔分别设置在锂离子电池正极裸露区和负极裸露区的设置,对于锂离子电池诸如涂布、分条、制片等前工序并没有发生影响,只需要在卷绕工序引入阴极铝箔和隔离纸即可,简化加工过程,提升生产效率;
[0025] 第四、成本低廉,铝电解电容器的主要原料为阳极铝箔和阴极铝箔,铝箔来源广泛,且阳极铝膜同时也可以作为锂离子电池的正极集流体,在给锂离子电池附加铝电解电容器功能的同时不会造成成本的剧增。

实施方案

[0032] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合实施例及附图对本发明产品作进一步详细的说明。
[0033] 实施例1
[0034] 如图1~5所示,本发明公开了一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,包括以下步骤:
[0035] 正极片制作:将 85%-95% 重量的钴酸锂材料作为正极活性物质、1%-10% 的导电剂和 1%-15% 的粘结剂溶于溶剂中制作钴酸锂正极浆料,以铝电解电容器的阳极铝箔作为正极集流体201,将钴酸锂正极浆料双面涂覆到正极集流体形成正极活性材料层202,所述正极集流体201的尾部设有没有涂覆正极活性材料层202的正极裸露区203,然后进行干燥,制作极片,然后将将极片辗压,剪切分条制成正极片200;
[0036] 负极片制作:将 90%-98% 重量的负极活性物质、1%-5% 的导电剂和 1%-5% 的粘结剂溶于溶剂中制作负极浆料,将负极浆料双面涂覆到负极集流体101上形成负极活性材料层,所述负极集流体101的尾部设有没有涂覆负极活性材料层102的负极裸露区103,然后干燥,制作极片,然后将将极片辗压,剪切分条制成负极片100;
[0037] 负极片加工:把负极片制作工序得到的负极片100的负极裸露区103双面贴合有铝电解电容器的阴极铝箔300,得到待卷绕成型的负极片100;
[0038] 卷绕成型:将正极片200、负极片100、隔膜400和隔离纸500采用卷绕方式卷绕成型得到圆柱形电芯,在卷绕过程中,所述隔膜400设置在负极片100和正极片200之间,所述负极裸露区103包裹正极裸露区203设置在所述圆柱形电芯外侧圆周,卷绕在负极裸露区103、正极裸露区203之间的隔膜400双面贴合有浸泡有电容器电解液的隔离纸500。
[0039] 在本发明制备得到的锂离子电池中,所述锂离子电池包括负极片100、正极片200和隔膜400,所述负极片100、正极片200和隔膜400相互间隔圆柱形卷绕设计形成圆柱形电芯,所述隔膜400设置在负极片100和正极片200之间,所述负极片100为双面涂层结构,所负极片100的负极集流体101两面均涂有负极活性材料层102,所述负极集流体101的尾部设有没有涂覆负极活性材料层102的负极裸露区103,所述正极片200为双面涂层结构,所述正极片200的正极集流体201双面涂有正极活性材料层202,所述正极集流体201的尾部设有没有涂覆正极活性材料层202的正极裸露区203,所述负极裸露区103双面贴合有铝电解电容器的阴极铝箔300,所述正极集流体201为铝电解电容器的阳极铝箔,所述负极裸露区103包裹正极裸露区203设置在所述圆柱形电芯外侧圆周,卷绕在负极裸露区103、正极裸露区203之间的隔膜400双面贴合有浸泡有电容器电解液的隔离纸500。
[0040] 所述锂离子电池还包括锂离子电池电解液,所述锂离子电池电解液由溶剂、电解质盐和添加剂组成,其中溶剂由碳酸二甲酯DMC)、碳酸二乙酯DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯EC)四元组分组成,其体积百分如下:DMC占20%~30%,DEC占20%~30%,EMC 占 10%~20%,EC 占 25%~50%。所述添加剂由成膜添加剂、防过充添加剂和高温添加剂组成,其中,成膜添加剂有碳酸乙烯亚乙酯VEC)、碳酸亚乙烯酯VC),浓度为O. 5~3. 0%,防过充添加剂有环已苯CHB)、联苯、二甲苯,浓度为O. 5~3. 0%,高温添加剂有1,3-丙烷磺内酯AS)、邻苯二甲酸酐PA),其浓度为O. 5~3. 0%。所述圆柱形电芯还包括圆柱形钢壳,所述圆柱形电芯封装在钢壳内部。所述负极片100的长度大于所述正极片200,所述负极裸露区103的长度大于所述正极裸露区203,所述负极裸露区103、正极裸露区203包裹在圆柱形电芯外侧一周周。所述负极集流体101为铜箔。所述隔膜400为PE隔膜400、PP隔膜400或PE/PP复合隔膜
400。所述负极活性材料层102为天然石墨材料层和和/或人工石墨材料层。所述正极活性材料层202为钴酸锂正极材料层。所述阳极铝箔表面包括经过腐蚀处理形成的阳极氧化膜,所负极铝箔表面包括未经腐蚀处理的天然氧化膜,所述阳极氧化膜和天然氧化膜透过隔离纸
500彼此相对。
[0041] 在图2的圆柱形铝电解电容器型锂离子电池中,盖帽作为锂离子电池的正极,钢壳底部作为锂离子电池的负极,正极片200与正极电连通,盖帽与正极片200、负极片100之间设有绝缘片,负极片100、阴极铝箔300与负极电连通。
[0042] 经过测试,采用本发明方法卷绕得到的圆柱形铝电解电容器型锂离子电池的能量密度高达115Wh0kg以上,功率密度3500W/kg以上,工作电压2.5~4.8V,产品通过诸如挤压、针刺等安全性能测试通过率为92%以上,产品制造成本与常规的锂离子电池相当。
[0043] 实施例2
[0044] 如图1~5所示,本发明公开了一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,包括以下步骤:
[0045] 正极片制作:将 85%-95% 重量的钴酸锂材料作为正极活性物质、1%-10% 的导电剂和 1%-15% 的粘结剂溶于溶剂中制作钴酸锂正极浆料,以铝电解电容器的阳极铝箔作为正极集流体201,将钴酸锂正极浆料双面涂覆到正极集流体形成正极活性材料层202,所述正极集流体201的尾部设有没有涂覆正极活性材料层202的正极裸露区203,然后进行干燥,制作极片,然后将将极片辗压,剪切分条制成正极片200;
[0046] 负极片制作:将 90%-98% 重量的负极活性物质、1%-5% 的导电剂和 1%-5% 的粘结剂溶于溶剂中制作负极浆料,将负极浆料双面涂覆到负极集流体101上形成负极活性材料层,所述负极集流体101的尾部设有没有涂覆负极活性材料层102的负极裸露区103,然后干燥,制作极片,然后将将极片辗压,剪切分条制成负极片100;
[0047] 负极片加工:把负极片制作工序得到的负极片100的负极裸露区103双面贴合有铝电解电容器的阴极铝箔300,得到待卷绕成型的负极片100;
[0048] 卷绕成型:将正极片200、负极片100、隔膜400和隔离纸500采用卷绕方式卷绕成型得到圆柱形电芯,在卷绕过程中,所述隔膜400设置在负极片100和正极片200之间,所述负极裸露区103包裹正极裸露区203设置在所述圆柱形电芯外侧圆周,卷绕在负极裸露区103、正极裸露区203之间的隔膜400双面贴合有浸泡有电容器电解液的隔离纸500。
[0049] 在本发明制备得到的锂离子电池中,所述锂离子电池包括负极片100、正极片200和隔膜400,所述负极片100、正极片200和隔膜400相互间隔圆柱形卷绕设计形成圆柱形电芯,所述隔膜400设置在负极片100和正极片200之间,所述负极片100为双面涂层结构,所负极片100的负极集流体101两面均涂有负极活性材料层102,所述负极集流体101的尾部设有没有涂覆负极活性材料层102的负极裸露区103,所述正极片200为双面涂层结构,所述正极片200的正极集流体201双面涂有正极活性材料层202,所述正极集流体201的尾部设有没有涂覆正极活性材料层202的正极裸露区203,所述负极裸露区103双面贴合有铝电解电容器的阴极铝箔300,所述正极集流体201为铝电解电容器的阳极铝箔,所述负极裸露区103包裹正极裸露区203设置在所述圆柱形电芯外侧圆周,卷绕在负极裸露区103、正极裸露区203之间的隔膜400双面贴合有浸泡有电容器电解液的隔离纸500。
[0050] 所述锂离子电池还包括锂离子电池电解液,所述锂离子电池电解液由溶剂、电解质盐和添加剂组成,其中溶剂由碳酸二甲酯DMC)、碳酸二乙酯DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯EC)四元组分组成,其体积百分如下:DMC占20%~30%,DEC占20%~30%,EMC 占 10%~20%,EC 占 25%~50%。所述添加剂由成膜添加剂、防过充添加剂和高温添加剂组成,其中,成膜添加剂有碳酸乙烯亚乙酯VEC)、碳酸亚乙烯酯VC),浓度为O. 5~3. 0%,防过充添加剂有环已苯CHB)、联苯、二甲苯,浓度为O. 5~3. 0%,高温添加剂有1,3-丙烷磺内酯AS)、邻苯二甲酸酐PA),其浓度为O. 5~3. 0%。所述圆柱形电芯还包括圆柱形钢壳,所述圆柱形电芯封装在钢壳内部。所述负极片100的长度大于所述正极片200,所述负极裸露区103的长度大于所述正极裸露区203,所述负极裸露区103、正极裸露区203包裹在圆柱形电芯外侧五周。
所述负极集流体101为铜箔。所述隔膜400为PE隔膜400、PP隔膜400或PE/PP复合隔膜400。所述负极活性材料层102为天然石墨材料层和和/或人工石墨材料层。所述正极活性材料层
202为钴酸锂正极材料层。所述阳极铝箔表面包括经过腐蚀处理形成的阳极氧化膜,所负极铝箔表面包括未经腐蚀处理的天然氧化膜,所述阳极氧化膜和天然氧化膜透过隔离纸500彼此相对。
[0051] 在图2的圆柱形铝电解电容器型锂离子电池中,盖帽作为锂离子电池的正极,钢壳底部作为锂离子电池的负极,正极片200与正极电连通,盖帽与正极片200、负极片100之间设有绝缘片,负极片100、阴极铝箔300与负极电连通。
[0052] 经过测试,采用本发明方法卷绕得到的圆柱形铝电解电容器型锂离子电池的能量密度高达110Wh0kg以上,功率密度5500W/kg以上,工作电压2.5~4.8V,产品通过诸如挤压、针刺等安全性能测试通过率为95%以上,产品制造成本与常规的锂离子电池相当。
[0053] 实施例3
[0054] 如图1~5所示,本发明公开了一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法,包括以下步骤:
[0055] 正极片制作:将 85%-95% 重量的钴酸锂材料作为正极活性物质、1%-10% 的导电剂和 1%-15% 的粘结剂溶于溶剂中制作钴酸锂正极浆料,以铝电解电容器的阳极铝箔作为正极集流体201,将钴酸锂正极浆料双面涂覆到正极集流体形成正极活性材料层202,所述正极集流体201的尾部设有没有涂覆正极活性材料层202的正极裸露区203,然后进行干燥,制作极片,然后将将极片辗压,剪切分条制成正极片200;
[0056] 负极片制作:将 90%-98% 重量的负极活性物质、1%-5% 的导电剂和 1%-5% 的粘结剂溶于溶剂中制作负极浆料,将负极浆料双面涂覆到负极集流体101上形成负极活性材料层,所述负极集流体101的尾部设有没有涂覆负极活性材料层102的负极裸露区103,然后干燥,制作极片,然后将将极片辗压,剪切分条制成负极片100;
[0057] 负极片加工:把负极片制作工序得到的负极片100的负极裸露区103双面贴合有铝电解电容器的阴极铝箔300,得到待卷绕成型的负极片100;
[0058] 卷绕成型:将正极片200、负极片100、隔膜400和隔离纸500采用卷绕方式卷绕成型得到圆柱形电芯,在卷绕过程中,所述隔膜400设置在负极片100和正极片200之间,所述负极裸露区103包裹正极裸露区203设置在所述圆柱形电芯外侧圆周,卷绕在负极裸露区103、正极裸露区203之间的隔膜400双面贴合有浸泡有电容器电解液的隔离纸500。
[0059] 在本发明制备得到的锂离子电池中,所述锂离子电池包括负极片100、正极片200和隔膜400,所述负极片100、正极片200和隔膜400相互间隔圆柱形卷绕设计形成圆柱形电芯,所述隔膜400设置在负极片100和正极片200之间,所述负极片100为双面涂层结构,所负极片100的负极集流体101两面均涂有负极活性材料层102,所述负极集流体101的尾部设有没有涂覆负极活性材料层102的负极裸露区103,所述正极片200为双面涂层结构,所述正极片200的正极集流体201双面涂有正极活性材料层202,所述正极集流体201的尾部设有没有涂覆正极活性材料层202的正极裸露区203,所述负极裸露区103双面贴合有铝电解电容器的阴极铝箔300,所述正极集流体201为铝电解电容器的阳极铝箔,所述负极裸露区103包裹正极裸露区203设置在所述圆柱形电芯外侧圆周,卷绕在负极裸露区103、正极裸露区203之间的隔膜400双面贴合有浸泡有电容器电解液的隔离纸500。
[0060] 所述锂离子电池还包括锂离子电池电解液,所述锂离子电池电解液由溶剂、电解质盐和添加剂组成,其中溶剂由碳酸二甲酯DMC)、碳酸二乙酯DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯EC)四元组分组成,其体积百分如下:DMC占20%~30%,DEC占20%~30%,EMC 占 10%~20%,EC 占 25%~50%。所述添加剂由成膜添加剂、防过充添加剂和高温添加剂组成,其中,成膜添加剂有碳酸乙烯亚乙酯VEC)、碳酸亚乙烯酯VC),浓度为O. 5~3. 0%,防过充添加剂有环已苯CHB)、联苯、二甲苯,浓度为O. 5~3. 0%,高温添加剂有1,3-丙烷磺内酯AS)、邻苯二甲酸酐PA),其浓度为O. 5~3. 0%。所述圆柱形电芯还包括圆柱形钢壳,所述圆柱形电芯封装在钢壳内部。所述负极片100的长度大于所述正极片200,所述负极裸露区103的长度大于所述正极裸露区203,所述负极裸露区103、正极裸露区203包裹在圆柱形电芯外侧十周。
所述负极集流体101为铜箔。所述隔膜400为PE隔膜400、PP隔膜400或PE/PP复合隔膜400。所述负极活性材料层102为天然石墨材料层和和/或人工石墨材料层。所述正极活性材料层
202为钴酸锂正极材料层。所述阳极铝箔表面包括经过腐蚀处理形成的阳极氧化膜,所负极铝箔表面包括未经腐蚀处理的天然氧化膜,所述阳极氧化膜和天然氧化膜透过隔离纸500彼此相对。
[0061] 在图2的圆柱形铝电解电容器型锂离子电池中,盖帽作为锂离子电池的正极,钢壳底部作为锂离子电池的负极,正极片200与正极电连通,盖帽与正极片200、负极片100之间设有绝缘片,负极片100、阴极铝箔300与负极电连通。
[0062] 经过测试,采用本发明方法卷绕得到的圆柱形铝电解电容器型锂离子电池的能量密度高达105Wh0kg以上,功率密度0W/kg以上,工作电压2.5~4.8V,产品通过诸如挤压、针刺等安全性能测试通过率为97%以上,产品制造成本与常规的锂离子电池相当。
[0063] 以上所述,仅为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;凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明;但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等,均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

附图说明

[0026] 附图1为本发明一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法的工艺流程图;
[0027] 附图2为本发明一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池制备方法得到的锂离子电池结构示意图;
[0028] 附图3为本发明一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池制备方法的负极片尾部结构示意图;
[0029] 附图4为本发明一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法的正极片尾部结构示意图;
[0030] 附图5为本发明一种高安全性铝电解电容器型钴酸锂锂离子电池的制备方法的隔膜尾部结构示意图;
[0031] 附图中标记包括:100、负极片,101、负极集流体,102、负极活性材料层,103、负极裸露区,200、正极片,201、正极集流体,202、正极活性材料层;203、正极裸露区,300、阴极铝箔,400、隔膜,500、隔离纸。
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