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一种耐高温锂离子电池的制备方法

文献发布时间:2023-06-19 09:54:18



技术领域

本发明涉及一种耐高温锂离子电池的制备方法。

背景技术

锂离子电池被认为是满足便携式电子器件、电动及混合动力汽车日益增加的能源需求的新型电源。锂离子电池具有以下特点:高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。虽然锂离子电池具有诸多优点,但是由于锂金属性能较为活泼,目前负极已经采用锂合金代替锂金属,提高了锂离子电池的稳定性和安全性,但是锂离子电池的高温性能依然不甚理想,在高温高倍率的使用环境下,循环容量下降比较明显。

发明内容

本发明提供了一种耐高温锂离子电池的制备方法,所述制备方法包括,制备正极,所述正极包括集流体,位于集流体上的正极活性物质层,以及位于正极活性物质层上的耐高温导电层,所述耐高温导电层包括氧化铝颗粒,聚苯胺,导电剂和粘结剂;制备负极,所述负极包括集流体,位于集流体上的负极活性物质层,所述负极活性物质为碳包覆硅颗粒的硅碳复合材料,其中硅颗粒为核,碳为包覆的壳,其中硅和碳的质量比为21:79;将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,在预定的电压区间进行充放电循环;然后取出所述正极和负极,烘干,夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,进行化成,得到所述锂离子电池。由本发明的制备方法得到的锂离子电池具有良好的耐高温性能,并且在高温环境下具有良好的容量保持率。

具体的方案如下:

一种耐高温锂离子电池的制备方法,所述锂离子电池包括正极和负极,所述正极包括集流体,位于集流体上的正极活性物质层,以及位于正极活性物质层上的耐高温导电层,所述耐高温导电层包括氧化铝颗粒,聚苯胺,导电剂和粘结剂;所述负极包括集流体,位于集流体上的负极活性物质层,所述负极活性物质为碳包覆硅颗粒的硅碳复合材料,其中硅颗粒为核,碳为包覆的壳;其中所述制备方法包括:

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:2-4:2-4;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=1:1-k*氧化铝颗粒的平均粒径D50(单位为微米);其中k为转换系数,k=5.2-5.4;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,其中所述第一电解液的有机溶剂为环状碳酸酯,添加剂为氟碳酸亚乙酯;

4)恒流充电至第一预定电压,然后在第一预定电压和充电截止电压之间进行恒流充放电循环;

5)取出所述正极和负极,烘干;

6)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,其中1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯在第二电解液中的体积比为2.2-2.3:1;

7)恒流充电至第二预定电压,以第二预定电压恒压充电;

8)恒流充电至第三预定电压,以第三预定电压恒压充电;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间恒流充放电循环若干次;

10)在充电截止电压和放电截止电压之间充放电循环若干次,得到所述耐高温锂离子电池。

进一步的,所述正极活性物质为LiNi

进一步的,氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.1-0.12微米。

进一步的,正极活性物质层和耐高温导电层的厚度比例为70:3-5。

进一步的,所述硅碳复合材料中,硅和碳的质量比为21:79;平均粒径D50为1.7-1.9微米。

进一步的,所述氟碳酸亚乙酯在第一电解液中的浓度为8-12体积%。

进一步的,在第二电解液中,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为2.3-3.3体积%,γ-壬内酯的浓度为1-1.5%。

进一步的,所述第一预定电压为3.85-3.95V;所述第二预定电压为3.40-3.45V;所述第三预定电压为3.75-3.80V。

本发明具有如下有益效果:

1)、活性材料LiNi

2)、耐高温导电层包括氧化铝颗粒,聚苯胺能够在正极和电解液之间形成有效的隔离界面,氧化铝能够提高电极的稳定性以及导电层的机械强度,而聚苯胺能够提高导电性和部分粘结性能,并且聚苯胺中的苯环中的共价键能够防止正极活性物质中过渡金属的溶出,提高电极的高温稳定性。

3)、聚苯胺在起到导电性的同时,也能够起到部分粘结剂的作用,当氧化铝颗粒和聚苯胺的质量比例满足氧化铝颗粒:聚苯胺=1:1-k*氧化铝颗粒的平均粒径D50(单位为微米);k=5.2-5.4时,能够平衡耐高温导电层的导电性和稳定性,提高材料的耐高温性能。

4)、1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯共同加入到电解液中,能够提高电解液的高温稳定性,但是1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯形成的电解质膜与电极结合性较差,容易导致较大的内阻,当预化成中的氟代碳酸乙烯酯预先在电极表面成膜时,提高1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯和电极表面的结合力,降低电池内阻,提高高温高倍率循环特性。

5)、针对特定的添加剂,在预定的电压下化成,能够提高添加剂成膜的稳定性。

具体实施方式

本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述,但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。本发明的正极活性物质为LiNi

实施例1

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,耐高温导电层的厚度为3微米,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:2:2;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=1:1-5.2*0.1=58:100;氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.1微米;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,其中所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯,添加剂为氟碳酸亚乙酯;所述氟碳酸亚乙酯在第一电解液中的浓度为8体积%;

4)恒流充电至第一预定电压3.85V,然后在第一预定电压和充电截止电压4.25V之间以0.1C恒流充放电循环3次;

5)取出所述正极和负极,烘干;

6)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为2.3体积%,γ-壬内酯的浓度为1%;

7)恒流充电至第二预定电压3.40V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

8)恒流充电至第三预定电压3.75V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

10)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

实施例2

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,耐高温导电层的厚度为5微米,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:4:4;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=1:1-5.4*0.12=45.2:100;氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.12微米;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,其中所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯,添加剂为氟碳酸亚乙酯;所述氟碳酸亚乙酯在第一电解液中的浓度为12体积%;

4)恒流充电至第一预定电压3.95V,然后在第一预定电压和充电截止电压4.25V之间以0.1C恒流充放电循环3次;

5)取出所述正极和负极,烘干;

6)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为3.3体积%,γ-壬内酯的浓度为1.5%;

7)恒流充电至第二预定电压3.45V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

8)恒流充电至第三预定电压3.80V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

10)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

实施例3

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,耐高温导电层的厚度为4微米,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:3:3;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=1:1-5.3*0.12=46.4:100;氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.12微米;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,其中所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯,添加剂为氟碳酸亚乙酯;所述氟碳酸亚乙酯在第一电解液中的浓度为10体积%;

4)恒流充电至第一预定电压3.90V,然后在第一预定电压和充电截止电压4.25V之间以0.1C恒流充放电循环3次;

5)取出所述正极和负极,烘干;

6)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为2.7体积%,γ-壬内酯的浓度为1.2%;

7)恒流充电至第二预定电压3.42V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

8)恒流充电至第三预定电压3.78V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

10)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

对比例1

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;得到所述正极;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,其中所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯,添加剂为氟碳酸亚乙酯;所述氟碳酸亚乙酯在第一电解液中的浓度为10体积%;

4)恒流充电至第一预定电压3.90V,然后在第一预定电压和充电截止电压4.25V之间以0.1C恒流充放电循环3次;

5)取出所述正极和负极,烘干;

6)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为2.7体积%,γ-壬内酯的浓度为1.2%;

7)恒流充电至第二预定电压3.42V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

8)恒流充电至第三预定电压3.78V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

10)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

对比例2

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,耐高温导电层的厚度为4微米,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:3:3;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=65:100;氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.12微米;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,其中所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯,添加剂为氟碳酸亚乙酯;所述氟碳酸亚乙酯在第一电解液中的浓度为10体积%;

4)恒流充电至第一预定电压3.90V,然后在第一预定电压和充电截止电压4.25V之间以0.1C恒流充放电循环3次;

5)取出所述正极和负极,烘干;

6)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为2.7体积%,γ-壬内酯的浓度为1.2%;

7)恒流充电至第二预定电压3.42V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

8)恒流充电至第三预定电压3.78V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

10)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

对比例3

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,耐高温导电层的厚度为4微米,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:3:3;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=40:100;氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.12微米;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,其中所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯,添加剂为氟碳酸亚乙酯;所述氟碳酸亚乙酯在第一电解液中的浓度为10体积%;

4)恒流充电至第一预定电压3.90V,然后在第一预定电压和充电截止电压4.25V之间以0.1C恒流充放电循环3次;

5)取出所述正极和负极,烘干;

6)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为2.7体积%,γ-壬内酯的浓度为1.2%;

7)恒流充电至第二预定电压3.42V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

8)恒流充电至第三预定电压3.78V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

10)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

对比例4

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,耐高温导电层的厚度为4微米,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:3:3;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=46.4:100;氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.12微米;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,其中所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯,添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为2.7体积%,γ-壬内酯的浓度为1.2%;

4)恒流充电至第一预定电压3.90V,然后在第一预定电压和充电截止电压4.25V之间以0.1C恒流充放电循环3次;

5)取出所述正极和负极,烘干;

6)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为氟碳酸亚乙酯;所述氟碳酸亚乙酯在第一电解液中的浓度为10体积%;

7)恒流充电至第二预定电压3.42V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

8)恒流充电至第三预定电压3.78V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

10)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

对比例5

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,耐高温导电层的厚度为4微米,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:3:3;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=46.4:100;氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.12微米;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为2.7体积%,γ-壬内酯的浓度为1.2%;

4)恒流充电至第二预定电压3.42V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

8)恒流充电至第三预定电压3.78V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

10)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

对比例6

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,耐高温导电层的厚度为4微米,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:3:3;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=46.4:100;氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.12微米;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为氟碳酸亚乙酯、1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯;所述氟碳酸亚乙酯的浓度为10体积%,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为2.7体积%,γ-壬内酯的浓度为1.2%;

4)恒流充电至第二预定电压3.42V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

5)恒流充电至第三预定电压3.78V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

6)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

7)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

对比例7

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,耐高温导电层的厚度为4微米,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:3:3;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=46.4:100;氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.12微米;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,其中所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯,添加剂为氟碳酸亚乙酯;所述氟碳酸亚乙酯在第一电解液中的浓度为10体积%;

4)恒流充电至第一预定电压3.90V,然后在第一预定电压和充电截止电压4.25V之间以0.1C恒流充放电循环3次;

5)取出所述正极和负极,烘干;

6)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为3.3体积%,γ-壬内酯的浓度为1%;

7)恒流充电至第二预定电压3.42V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

8)恒流充电至第三预定电压3.78V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

10)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

对比例8

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,耐高温导电层的厚度为4微米,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:3:3;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=46.4:100;氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.12微米;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,其中所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯,添加剂为氟碳酸亚乙酯;所述氟碳酸亚乙酯在第一电解液中的浓度为10体积%;

4)恒流充电至第一预定电压4.10V,然后在第一预定电压和充电截止电压4.25V之间以0.1C恒流充放电循环3次;

5)取出所述正极和负极,烘干;

6)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为2.7体积%,γ-壬内酯的浓度为1.2%;

7)恒流充电至第二预定电压3.60V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

8)恒流充电至第三预定电压3.90V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

10)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

对比例9

1)将正极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,正极活性物质层的厚度为70微米;然后耐高温导电层浆料涂覆在所述正极活性物质层上,干燥,热压,耐高温导电层的厚度为4微米,得到所述正极,其中耐高温导电层中各组分的质量比,(氧化铝颗粒+聚苯胺):导电剂:粘结剂=100:3:3;其中氧化铝颗粒:聚苯胺=46.4:100;氧化铝颗粒的平均粒径D50为0.12微米;

2)将负极活性物质浆料涂覆在集流体上,干燥,热压,得到所述负极;

3)将所述正极和负极对置插入到第一电解液中,其中所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯,添加剂为氟碳酸亚乙酯;所述氟碳酸亚乙酯在第一电解液中的浓度为10体积%;

4)恒流充电至第一预定电压3.80V,然后在第一预定电压和充电截止电压4.25V之间以0.1C恒流充放电循环3次;

5)取出所述正极和负极,烘干;

6)将正极和负极夹持隔膜组装层电芯,装入电池壳体,注入第二电解液,所述第二电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯,碳酸二甲酯,碳酸甲乙酯以2:1:1体积比混合的混合物,添加剂为1-甲基-1,3-丙磺酸内酯和γ-壬内酯,所述1-甲基-1,3-丙磺酸内酯的浓度为2.7体积%,γ-壬内酯的浓度为1.2%;

7)恒流充电至第二预定电压3.30V,以第二预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

8)恒流充电至第三预定电压3.60V,以第三预定电压恒压充电直至充电电流低于0.01C;

9)在第二预定电压和第三预定电压之间0.2C恒流充放电循环3次;

10)在充电截止电压4.25V和放电截止电压2.80V之间0.2C充放电循环3次,得到所述耐高温锂离子电池。

测试及结果

测试实施例1-3和对比例1-9的电池,在55℃采用2C的电流下2.80-4.25V的电压区间进行充放电循环300次,测量电池的循环容量保持率,结果见表1。

表1

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。

相关技术
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