一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

低温锂电池的制作方法

2022-04-19 23:40:32 来源:中国专利 TAG:
本发明涉及锂电池制备领域。更具体地说,本发明涉及一种低温锂电池。
背景技术
锂离子二次可充电电池主要包括正极、负极、电解液及隔膜,充电时,锂离子从正极经电解液、隔膜嵌入负极,放电时,锂离子从负极脱出,经电解液、隔膜移动到正极,锂离子的充放电过程就是锂离子在正极-负极-正极之间的运动。但是在低温(-20℃以下),由于电解液黏度增大、锂离子在活性电极材料中的扩散能力降低等原因,锂电池的低温性能差,几乎无法放电。因此,亟需一种能在低温下具有优异放电性能的锂电池。技术实现要素:本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。本发明还有一个目的是提供一种低温锂电池,其通过设计合理的负极材料、正极材料以及电解液,改善了锂电池在极寒条件下放电性能差的情况,提升了锂电池的低温放电性能。为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液以及外壳,其特征在于,所述负极极片的负极材料包括质量比为1:1~1.2的复合石墨和植物硬碳,所述复合石墨为硬碳包覆的石墨,所述硬碳与所述石墨的质量比为0.01~0.05:1,所述植物硬碳的原材料为椰壳、核桃壳中的一种。优选的是,所述正极极片的正极材料为纳米级磷酸铁锂。优选的是,所述电解液由有机溶剂、电解锂盐以及添加剂组成,所述电解锂盐的锂离子浓度为0.9~1.0mol/L,所述添加剂的质量百分数为3%~4%,其余为有机溶剂;所述有机溶剂包括质量比为10:1~2的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯,所述电解锂盐包括质量比为1:1的四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂,所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯。优选的是,所述电解液还包括质量百分数为15%~20%的改良剂,所述改良剂由质量比为1:5~10的烷基咪唑和促溶剂组成,所述烷基咪唑为2-十一烷基咪唑、2-丁基咪唑、4-甲基咪唑中的一种,所述促溶剂为乙酸辛酯、丁酸甲酯、丙酸乙酯中的一种。优选的是,所述烷基咪唑为2-十一烷基咪唑,所述促溶剂为乙酸辛酯,所述2-十一烷基咪唑与所述乙酸辛酯的质量比为1:8。优选的是,所述烷基咪唑为2-丁基咪唑,所述促溶剂为丙酸乙酯,所述2-丁基咪唑与所述丙酸乙酯的质量比为1:5。优选的是,所述烷基咪唑为4-甲基咪唑,所述促溶剂为丁酸甲酯,所述4-甲基咪唑与所述丁酸甲酯的质量比为1:10。本发明至少包括以下有益效果:本发明通过在石墨上包覆硬碳得到复合石墨,可以减轻负极表面析锂的情况,同时将复合石墨与植物硬碳混合制备负极材料,可进一步提升锂电池低温及功率性能;通过设计碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯,两者配合可改善负极结构剥落的情况,进而提高锂电池的低温性能;通过设计四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂,可在负极界面生成稳定的SEI膜;通过设计碳酸亚乙烯酯,可提高电极界面导电性与稳定性,从而提高锂电池的低温性能;通过设计烷基咪唑和促溶剂,可使烷基咪唑较好的溶解在电解液中,且烷基咪唑本身的特性可改善电解液的低温电导率,进一步改善锂电池的低温放电性能。本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。<实施例1>本发明提供一种低温锂电池,包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液以及外壳,所述负极极片的负极材料包括质量比为1:1的复合石墨和植物硬碳,所述复合石墨为硬碳包覆的石墨,所述硬碳与所述石墨的质量比为0.01:1,所述植物硬碳的原材料为椰壳、核桃壳中的一种;本实施例中,所述正极极片的正极材料为纳米级磷酸铁锂;所述复合石墨所包覆硬碳为常见的硬碳,如树脂碳、有机聚合物热解碳等,具体地,本实施例中使用的复合石墨所包覆硬碳为酚醛树脂热解制备的硬碳;所述植物硬碳为椰壳基硬碳;所述电解液的有机溶剂为质量比为10:1的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯的混合物,电解锂盐为质量比为1:1的四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂的混合物,添加剂为碳酸亚乙烯酯,所述碳酸亚乙烯酯的添加量为3%,所述电解锂盐的锂离子浓度为0.9mol/L;本实施例中低温锂电池的制备如下:复合石墨的制备:将酚醛树脂溶于四氢呋喃中,超声搅拌至溶解,然后加入石墨,搅拌至混合均匀,在均相反应器中进行热固化,得到混合物,然后热解得到酚醛树脂硬碳包覆石墨的复合石墨,热解参数为:以4℃/min的升温速率从25℃升到150℃,保温2小时,然后再以4℃/min的升温速率升温至400℃保温2小时,最后再以4℃/min的升温速率升温至800℃保温2小时,然后冷却至室温得到复合石墨;所述酚醛树脂、所述石墨、所述四氢呋喃的质量比为2:1:20;正极极片的制备:将聚偏氟乙烯分散于N-甲基吡咯烷酮中,待N-甲基吡咯烷酮充分溶解静置消泡,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后加入纳米级磷酸铁锂,混合制备成正极浆料;将所述正极浆料均匀涂覆在厚度为20μm的正极集流体Al箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到正极极片;所述纳米级磷酸铁锂、所述导电炭黑、所述聚偏氟乙烯的质量比为94:3:3;负极极片的制备:将羧甲基纤维素钠溶解于去离子水(溶剂)中,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后,加入负极材料(由质量比为1:1的复合石墨、椰壳基硬碳组成),调整溶液粘度至2500mpa·s-1,然后加入丁苯橡胶,混合均匀后得到负极浆料;将所述负极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的负极集流体铜箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到负极极片;所述负极材料、所述导电炭黑、所述羧甲基纤维素钠、所述丁苯橡胶的质量比为95:2:1:2;电解液的制备:在手套箱中,称取相应数量的各配方组分,充分混合,搅拌2~3天后得到电解液;隔膜:选取厚度为15μm、孔隙率为45%的PE膜;电池的组装:将上述正极极片、隔膜、福极极片卷绕成电芯,隔膜位于正极极片与负极极片之间,正极以铝极耳点焊引出,负极以镍极耳点焊引出;然后将电芯置于铝塑包装袋中,注入上述电解液,静置12~36h后,经封装、化成、容量等工序,制作成锂离子电池。<实施例2>本发明提供一种低温锂电池,包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液以及外壳,所述负极极片的负极材料包括质量比为1:1的复合石墨和植物硬碳,所述复合石墨为硬碳包覆的石墨,所述硬碳与所述石墨的质量比为0.05:1,所述植物硬碳的原材料为椰壳、核桃壳中的一种;本实施例中,所述正极极片的正极材料为纳米级磷酸铁锂;所述复合石墨所包覆硬碳为常见的硬碳,如树脂碳、有机聚合物热解碳等,具体地,本实施例中使用的复合石墨所包覆硬碳为酚醛树脂热解制备的硬碳,所述植物硬碳为核桃壳基硬碳;所述电解液的有机溶剂为质量比为10:1的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯的混合物,电解锂盐为质量比为1:1的四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂的混合物,添加剂为碳酸亚乙烯酯,所述碳酸亚乙烯酯的添加量为3%,所述电解锂盐的锂离子浓度为0.9mol/L;本实施例中低温锂电池的制备如下:复合石墨的制备:将酚醛树脂溶于四氢呋喃中,超声搅拌至溶解,然后加入石墨,搅拌至混合均匀,在均相反应器中进行热固化,得到混合物,然后热解得到酚醛树脂硬碳包覆石墨的复合石墨,热解参数为:以4℃/min的升温速率从25℃升到150℃,保温2小时,然后再以4℃/min的升温速率升温至400℃保温2小时,最后再以4℃/min的升温速率升温至800℃保温2小时,然后冷却至室温得到复合石墨;所述酚醛树脂、所述石墨、所述四氢呋喃的质量比为2:1:20;正极极片的制备:将聚偏氟乙烯分散于N-甲基吡咯烷酮中,待N-甲基吡咯烷酮充分溶解静置消泡,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后加入纳米级磷酸铁锂,混合制备成正极浆料;将所述正极浆料均匀涂覆在厚度为20μm的正极集流体Al箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到正极极片;所述纳米级磷酸铁锂、所述导电炭黑、所述聚偏氟乙烯的质量比为94:3:3;负极极片的制备:将羧甲基纤维素钠溶解于去离子水(溶剂)中,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后,加入负极材料(由质量比为1:1的复合石墨、核桃壳基硬碳组成),调整溶液粘度至2500mpa·s-1,然后加入丁苯橡胶,混合均匀后得到负极浆料;将所述负极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的负极集流体铜箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到负极极片;所述负极材料、所述导电炭黑、所述羧甲基纤维素钠、所述丁苯橡胶的质量比为95:2:1:2;电解液的制备:在手套箱中,称取相应数量的各配方组分,充分混合,搅拌2~3天后得到电解液;隔膜:选取厚度为15μm、孔隙率为45%的PE膜;电池的组装:将上述正极极片、隔膜、福极极片卷绕成电芯,隔膜位于正极极片与负极极片之间,正极以铝极耳点焊引出,负极以镍极耳点焊引出;然后将电芯置于铝塑包装袋中,注入上述电解液,静置12~36h后,经封装、化成、容量等工序,制作成锂离子电池。<实施例3>本发明提供一种低温锂电池,包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液以及外壳,所述负极极片的负极材料包括质量比为1:1.1的复合石墨和植物硬碳,所述复合石墨为硬碳包覆的石墨,所述硬碳与所述石墨的质量比为0.01:1,所述植物硬碳的原材料为木材、椰壳、核桃壳中的一种;本实施例中,所述正极极片的正极材料为纳米级磷酸铁锂;所述复合石墨所包覆硬碳为常见的硬碳,如树脂碳、有机聚合物热解碳等,具体地,本实施例中使用的复合石墨所包覆硬碳为酚醛树脂热解制备的硬碳;所述植物硬碳为椰壳基硬碳;所述电解液的有机溶剂为质量比为10:1的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯的混合物,电解锂盐为质量比为1:1的四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂的混合物,添加剂为碳酸亚乙烯酯,所述碳酸亚乙烯酯的添加量为3%,所述电解锂盐的锂离子浓度为0.9mol/L;本实施例中低温锂电池的制备如下:复合石墨的制备:将酚醛树脂溶于四氢呋喃中,超声搅拌至溶解,然后加入石墨,搅拌至混合均匀,在均相反应器中进行热固化,得到混合物,然后热解得到酚醛树脂硬碳包覆石墨的复合石墨,热解参数为:以4℃/min的升温速率从25℃升到150℃,保温2小时,然后再以4℃/min的升温速率升温至400℃保温2小时,最后再以4℃/min的升温速率升温至800℃保温2小时,然后冷却至室温得到复合石墨;所述酚醛树脂、所述石墨、所述四氢呋喃的质量比为2:1:20;正极极片的制备:将聚偏氟乙烯分散于N-甲基吡咯烷酮中,待N-甲基吡咯烷酮充分溶解静置消泡,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后加入纳米级磷酸铁锂,混合制备成正极浆料;将所述正极浆料均匀涂覆在厚度为20μm的正极集流体Al箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到正极极片;所述纳米级磷酸铁锂、所述导电炭黑、所述聚偏氟乙烯的质量比为94:3:3;负极极片的制备:将羧甲基纤维素钠溶解于去离子水(溶剂)中,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后,加入负极材料(由质量比为1:1的复合石墨、椰壳基硬碳组成),调整溶液粘度至2500mpa·s-1,然后加入丁苯橡胶,混合均匀后得到负极浆料;将所述负极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的负极集流体铜箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到负极极片;所述负极材料、所述导电炭黑、所述羧甲基纤维素钠、所述丁苯橡胶的质量比为95:2:1:2;电解液的制备:在手套箱中,称取相应数量的各配方组分,充分混合,搅拌2~3天后得到电解液;隔膜:选取厚度为15μm、孔隙率为45%的PE膜;电池的组装:将上述正极极片、隔膜、福极极片卷绕成电芯,隔膜位于正极极片与负极极片之间,正极以铝极耳点焊引出,负极以镍极耳点焊引出;然后将电芯置于铝塑包装袋中,注入上述电解液,静置12~36h后,经封装、化成、容量等工序,制作成锂离子电池。<实施例4>本发明提供一种低温锂电池,包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液以及外壳,所述负极极片的负极材料包括质量比为1:1的复合石墨和植物硬碳,所述复合石墨为硬碳包覆的石墨,所述硬碳与所述石墨的质量比为0.01:1,所述植物硬碳的原材料为椰壳、核桃壳中的一种;本实施例中,所述正极极片的正极材料为纳米级磷酸铁锂;所述复合石墨所包覆硬碳为常见的硬碳,如树脂碳、有机聚合物热解碳等,具体地,本实施例中使用的复合石墨所包覆硬碳为酚醛树脂热解制备的硬碳;所述植物硬碳为椰壳基硬碳;所述电解液的有机溶剂为质量比为10:1的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯的混合物,电解锂盐为质量比为1:1的四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂的混合物,添加剂为碳酸亚乙烯酯,所述碳酸亚乙烯酯的添加量为3%,所述电解锂盐的锂离子浓度为0.9mol/L;所述电解液还包括质量分数为18%的改良剂,所述改良剂由质量比为1:8的2-十一烷基、乙酸辛酯组成;本实施例中低温锂电池的制备如下:复合石墨的制备:将酚醛树脂溶于四氢呋喃中,超声搅拌至溶解,然后加入石墨,搅拌至混合均匀,在均相反应器中进行热固化,得到混合物,然后热解得到酚醛树脂硬碳包覆石墨的复合石墨,热解参数为:以4℃/min的升温速率从25℃升到150℃,保温2小时,然后再以4℃/min的升温速率升温至400℃保温2小时,最后再以4℃/min的升温速率升温至800℃保温2小时,然后冷却至室温得到复合石墨;所述酚醛树脂、所述石墨、所述四氢呋喃的质量比为2:1:20;正极极片的制备:将聚偏氟乙烯分散于N-甲基吡咯烷酮中,待N-甲基吡咯烷酮充分溶解静置消泡,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后加入纳米级磷酸铁锂,混合制备成正极浆料;将所述正极浆料均匀涂覆在厚度为20μm的正极集流体Al箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到正极极片;所述纳米级磷酸铁锂、所述导电炭黑、所述聚偏氟乙烯的质量比为94:3:3;负极极片的制备:将羧甲基纤维素钠溶解于去离子水(溶剂)中,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后,加入负极材料(由质量比为1:1的复合石墨、椰壳基硬碳组成),调整溶液粘度至2500mpa·s-1,然后加入丁苯橡胶,混合均匀后得到负极浆料;将所述负极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的负极集流体铜箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到负极极片;所述负极材料、所述导电炭黑、所述羧甲基纤维素钠、所述丁苯橡胶的质量比为95:2:1:2;电解液的制备:在手套箱中,称取相应数量的各配方组分,充分混合,搅拌2~3天后得到电解液;隔膜:选取厚度为15μm、孔隙率为45%的PE膜;电池的组装:将上述正极极片、隔膜、福极极片卷绕成电芯,隔膜位于正极极片与负极极片之间,正极以铝极耳点焊引出,负极以镍极耳点焊引出;然后将电芯置于铝塑包装袋中,注入上述电解液,静置12~36h后,经封装、化成、容量等工序,制作成锂离子电池。<实施例5>本发明提供一种低温锂电池,包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液以及外壳,所述负极极片的负极材料包括质量比为1:1的复合石墨和植物硬碳,所述复合石墨为硬碳包覆的石墨,所述硬碳与所述石墨的质量比为0.01:1,所述植物硬碳的原材料为椰壳、核桃壳中的一种;本实施例中,所述正极极片的正极材料为纳米级磷酸铁锂;所述复合石墨所包覆硬碳为常见的硬碳,如树脂碳、有机聚合物热解碳等,具体地,本实施例中使用的复合石墨所包覆硬碳为酚醛树脂热解制备的硬碳;所述植物硬碳为椰壳基硬碳;所述电解液的有机溶剂为质量比为10:1的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯的混合物,电解锂盐为质量比为1:1的四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂的混合物,添加剂为碳酸亚乙烯酯,所述碳酸亚乙烯酯的添加量为3%,所述电解锂盐的锂离子浓度为0.9mol/L;所述电解液还包括质量分数为15%的改良剂,所述改良剂由质量比为1:5的2-丁基咪唑、丙酸乙酯组成;本实施例中低温锂电池的制备如下:复合石墨的制备:将酚醛树脂溶于四氢呋喃中,超声搅拌至溶解,然后加入石墨,搅拌至混合均匀,在均相反应器中进行热固化,得到混合物,然后热解得到酚醛树脂硬碳包覆石墨的复合石墨,热解参数为:以4℃/min的升温速率从25℃升到150℃,保温2小时,然后再以4℃/min的升温速率升温至400℃保温2小时,最后再以4℃/min的升温速率升温至800℃保温2小时,然后冷却至室温得到复合石墨;所述酚醛树脂、所述石墨、所述四氢呋喃的质量比为2:1:20;正极极片的制备:将聚偏氟乙烯分散于N-甲基吡咯烷酮中,待N-甲基吡咯烷酮充分溶解静置消泡,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后加入纳米级磷酸铁锂,混合制备成正极浆料;将所述正极浆料均匀涂覆在厚度为20μm的正极集流体Al箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到正极极片;所述纳米级磷酸铁锂、所述导电炭黑、所述聚偏氟乙烯的质量比为94:3:3;负极极片的制备:将羧甲基纤维素钠溶解于去离子水(溶剂)中,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后,加入负极材料(由质量比为1:1的复合石墨、椰壳基硬碳组成),调整溶液粘度至2500mpa·s-1,然后加入丁苯橡胶,混合均匀后得到负极浆料;将所述负极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的负极集流体铜箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到负极极片;所述负极材料、所述导电炭黑、所述羧甲基纤维素钠、所述丁苯橡胶的质量比为95:2:1:2;电解液的制备:在手套箱中,称取相应数量的各配方组分,充分混合,搅拌2~3天后得到电解液;隔膜:选取厚度为15μm、孔隙率为45%的PE膜;电池的组装:将上述正极极片、隔膜、福极极片卷绕成电芯,隔膜位于正极极片与负极极片之间,正极以铝极耳点焊引出,负极以镍极耳点焊引出;然后将电芯置于铝塑包装袋中,注入上述电解液,静置12~36h后,经封装、化成、容量等工序,制作成锂离子电池。<实施例6>本发明提供一种低温锂电池,包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液以及外壳,所述负极极片的负极材料包括质量比为1:1的复合石墨和植物硬碳,所述复合石墨为硬碳包覆的石墨,所述硬碳与所述石墨的质量比为0.01:1,所述植物硬碳的原材料为椰壳、核桃壳中的一种;本实施例中,所述正极极片的正极材料为纳米级磷酸铁锂;所述复合石墨所包覆硬碳为常见的硬碳,如树脂碳、有机聚合物热解碳等,具体地,本实施例中使用的复合石墨所包覆硬碳为酚醛树脂热解制备的硬碳;所述植物硬碳为椰壳基硬碳;所述电解液的有机溶剂为质量比为10:1的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯的混合物,电解锂盐为质量比为1:1的四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂的混合物,添加剂为碳酸亚乙烯酯,所述碳酸亚乙烯酯的添加量为3%,所述电解锂盐的锂离子浓度为0.9mol/L;所述电解液还包括质量分数为20%的改良剂,所述改良剂由质量比为1:10的4-甲基咪唑、丁酸甲酯组成;本实施例中低温锂电池的制备如下:复合石墨的制备:将酚醛树脂溶于四氢呋喃中,超声搅拌至溶解,然后加入石墨,搅拌至混合均匀,在均相反应器中进行热固化,得到混合物,然后热解得到酚醛树脂硬碳包覆石墨的复合石墨,热解参数为:以4℃/min的升温速率从25℃升到150℃,保温2小时,然后再以4℃/min的升温速率升温至400℃保温2小时,最后再以4℃/min的升温速率升温至800℃保温2小时,然后冷却至室温得到复合石墨;所述酚醛树脂、所述石墨、所述四氢呋喃的质量比为2:1:20;正极极片的制备:将聚偏氟乙烯分散于N-甲基吡咯烷酮中,待N-甲基吡咯烷酮充分溶解静置消泡,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后加入纳米级磷酸铁锂,混合制备成正极浆料;将所述正极浆料均匀涂覆在厚度为20μm的正极集流体Al箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到正极极片;所述纳米级磷酸铁锂、所述导电炭黑、所述聚偏氟乙烯的质量比为94:3:3;负极极片的制备:将羧甲基纤维素钠溶解于去离子水(溶剂)中,然后加入导电炭黑,待炭黑分散均匀后,加入负极材料(由质量比为1:1的复合石墨、椰壳基硬碳组成),调整溶液粘度至2500mpa·s-1,然后加入丁苯橡胶,混合均匀后得到负极浆料;将所述负极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的负极集流体铜箔上,得到涂布极片,然后置于110℃下真空烘干12h使得极片中的溶剂挥发完全,然后辊压、裁片,得到负极极片;所述负极材料、所述导电炭黑、所述羧甲基纤维素钠、所述丁苯橡胶的质量比为95:2:1:2;电解液的制备:在手套箱中,称取相应数量的各配方组分,充分混合,搅拌2~3天后得到电解液;隔膜:选取厚度为15μm、孔隙率为45%的PE膜;电池的组装:将上述正极极片、隔膜、福极极片卷绕成电芯,隔膜位于正极极片与负极极片之间,正极以铝极耳点焊引出,负极以镍极耳点焊引出;然后将电芯置于铝塑包装袋中,注入上述电解液,静置12~36h后,经封装、化成、容量等工序,制作成锂离子电池。<对比例1>本对比例与实施例1不同之处在于,负极材料仅使用石墨制作,其他均与实施例1相同。<对比例2>本对比例与实施例4不同之处在于,不添加2-十一烷基咪唑,其他均与实施例4相同。<对比例3>本对比例与实施例4不同之处在于,不添加乙酸辛酯,其他均与实施例4相同。<对比例4>本对比例与实施例5不同之处在于,不添加2-丁基咪唑,其他均与实施例5相同。<对比例5>本对比例与实施例5不同之处在于,不添加丙酸乙酯,其他均与实施例5相同。<对比例6>本对比例与实施例6不同之处在于,不添加4-甲基咪唑,其他均与实施例6相同。<对比例7>本对比例与实施例6不同之处在于,不添加丁酸甲酯,其他均与实施例6相同。<低温放电性能测试>方法:在室温下用0.5C的电流对电池进行充电,搁置5min后,用0.2C放电至2.5V,将此容量记录C1,对该电池再以0.5C充电后,将其分别搁置于-20℃、-40℃下,开始以0.2C电流进行放电,将此容量分别记为C2、C3,C2代表-20℃下的容量,C3代表-40℃下的容量,则:-20℃下电池的容量保持率为:100%×C2/C1;-40℃下电池的容量保持率为:100%×C3/C1;样本:取实施例1~6、对比例1~7中的电池,分别在-20、-40℃下进行低温放电性能测试,具体数据见表1、表2、表3、表4:表1实施例1-3与对比例1中锂电池的低温放电性能测试数据表实验例-20℃/0.2C低温放电容量保持率-40℃/0.2C低温放电容量保持率实施例165.5%58.3%实施例266.1%59.4%实施例364.8%58.7%对比例148.2%40.1%从表1中的数据可以看出,实施例1~3制备的电池在-20℃以及-40℃时,其0.2C低温放电容量保持率均高于对比1制备的电池,实施例1~3中的负极材料选用复合石墨与植物硬碳混合制备,其中复合石墨为酚醛树脂硬碳包覆的石墨,由于酚醛树脂硬碳具有更好的低温性能,可有效改善负极表面析锂的情况,进而可提高电池的低温放电性能。表2实施例1、实施例4与对比例2-3中锂电池的低温放电性能测试数据表从表2中可以看出,实施例4与实施例1、对比例2对比,可以看出添加了2-十一烷基咪唑后制备的电池其低温放电性能得到极大的提升,而实施例4与对比例3对比,可以看出添加了促溶剂乙酸辛酯后,乙酸辛酯可提升2-十一烷基咪唑在电解液中的溶解性,进而显著提升电池的低温放电性能。表3实施例1、实施例5与对比例4-5中锂电池的低温放电性能测试数据表实验例-20℃/0.2C低温放电容量保持率-40℃/0.2C低温放电容量保持率实施例584.4%78.3%实施例165.5%58.3%对比例466.4%58.8%对比例572.1%66.4%从表3中可以看出,实施例5与实施例1、对比例4对比,可以看出添加了2-丁基咪唑后制备的电池其低温放电性能得到极大的提升,而实施例4与对比例5对比,可以看出添加了促溶剂丙酸乙酯后,丙酸乙酯可提升2-丁基咪唑在电解液中的溶解性,进而提升电池的低温放电性能。表4实施例1、实施例6与对比例6-7中锂电池的低温放电性能测试数据表实验例-20℃/0.2C低温放电容量保持率-40℃/0.2C低温放电容量保持率实施例686.1%78.6%实施例165.5%58.3%对比例465.2%59.1%对比例573.4%65.9%从表4中可以看出,实施例6与实施例1、对比例6对比,可以看出添加了4-甲基咪唑后制备的电池其低温放电性能得到极大的提升,而实施例4与对比例7对比,可以看出添加了促溶剂丁酸甲酯后,丁酸甲酯可提高4-甲基咪唑在电解液中的溶解性,进而提升电池的低温放电性能。整体而言,综合表2、表3、表4的数据,可以看出,通过添加烷基咪唑和促溶剂,可有效提高锂电池在低温下的放电性能,这是由于烷基咪唑本身为双极性有机分子,其可失去一个电子被氧化,也可得到一个电子被还原,因而可以同时在正负极发生反应,提高了正负极电子的转移速率,从而可以增加正负极锂离子的反应速度,进而提高低温下锂电池的放电性能;整体上,本发明的锂电池具有优异的低温放电性能。尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。当前第1页12
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文献