三元動力鋰電池的制作方法及所制得的三元動力鋰電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰離子電池技術領域，涉及一種高安全性大容量純電動車用三元動力鋰離子電池的制作方法。
【背景技術】
[0002]2012年10月16日，工信部、科技部、財政部曾經聯合發(fā)文《關于組織申報2012年度新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新工程項目的通知》，明確要求2015年電池單體的能量密度達到180Wh/kg以上(模塊能量密度達到150Wh/kg以上)，成本低于2元/Wh，循環(huán)壽命超過2000次或日歷壽命達到10年。目前，新能源汽車的大多數采用磷酸鐵鋰電池，在示范推廣中已經顯現出能量密度瓶頸，這極大地阻礙了續(xù)駛里程提高。國家“863”計劃新能源汽車項目電池責任專家肖成偉說:“磷酸鐵鋰的能量密度幾乎達到了天花板，已經很難大幅度提高。必須尋找新的材料替代，新能源汽車動力電池才能取得重大突破?！绷姿徼F鋰電池的比能量較低，并且難以獲得突破性進展。磷酸鐵鋰材料的理論克容量只有170mAh/g，工作電壓為3.2V (相對石墨類負極)，鎳鈷錳三元材料的理論克容量則為278mAh/g，工作電壓為3.65V (相對于石墨負極)，因此做成電池，鎳鈷錳三元材料的比能量能夠做到180Wh/KG以上，而磷酸鐵鋰電池僅能做到130WH/KG左右。所以，鎳鈷錳三元電池能量密度明顯高于磷酸鐵鋰電池。盡管如此，鎳鈷錳三元電池安全性能和循環(huán)性能不及磷酸鐵鋰電池，這就制約了具有高能量密度三元電池的應用范圍。目前市場上18650適合3C放電的動力電池，標稱容量2000?2200mAh，IC充放循環(huán)壽命最高也只有800次左右，針刺等安全性能測試不過關，安全性能差，大大制約了三元電池在動力領域的發(fā)展。
[0003]如果能夠針對鎳鈷錳三元電池的循環(huán)和安全性問題，找到一種合理的解決方案，對于具有高能量密度的三元電池在動力領域的發(fā)展具有重要意義。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種三元動力鋰電池的制作方法及所制得的三元動力鋰電池，以解決現有動力鋰電池大容量下安全性能差的缺陷。
[0005]為實現上述目的，本發(fā)明提出一種三元動力鋰電池的制作方法，使用包覆有鋁的高鎳三元材料LiNixCoyMnnyO2 (0.5 < X彡0.8，0.1彡Y < 0.5)為正極活性材料制備三元動力鋰電池。
[0006]其中，所述包覆有鋁的高鎳三元材料為LiNia6Coa2Mntl2Oy LiNia7Coai5Mnai5O2或LiNi0.8Co0.^n0 。
[0007]其中，正極材料中包括包覆有鋁的高鎳三元材料LiNixCOyMni_x_y02(0.5 < X彡0.8，0.1彡Y < 0.5)、炭黑Super-p、石墨SFG-6及正極粘結劑，所述包覆有鋁的高鎳三元材料LiNixCoyMn1^yO2 (0.5 < X ^ 0.8,0.1 ^ Y < 0.5)、所述炭黑 Super-P、所述石墨 SFG-6、所述正極粘結劑的質量配比為(92?95): (I?2): (I?2): (3?4)。
[0008]其中，負極材料中包括人造石墨、炭黑Super-p、負極增稠劑及負極粘結劑，所述人造石墨、所述炭黑Super-p、所述負極增稠劑、所述負極粘結劑按質量配比為(92?95): (I ?2): (I ?2): (3 ?4)。
[0009]其中，使用陶瓷隔膜，所述陶瓷隔膜為涂覆一層PE支撐層和氧化鋁層。
[0010]其中，使用離子液體電解液。
[0011]其中，將離子液體、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯以重量比(60?70): (15?20):(15?20)的比例混合，然后向其中加入LiPF6電解質配成濃度為(I?1.03)摩爾/升的離子液體電解液。
[0012]其中，所述離子液體電解液使用咪唑鎗類離子液體電解液、季銨類離子液體電解液、吡咯烷類離子液體電解液、哌啶類離子液體電解液、季鱗鹽離子液體電解液或锍鹽離子液體電解液。
[0013]其中，正負極均采用活性物質與導電劑2次VC高混料機混料和過篩。
[0014]而且，本發(fā)明也提出了一種上述三元動力鋰電池的制作方法所制得的三元動力鋰電池。
[0015]本發(fā)明在正極材料方面采用鋁包覆的高鎳三元材料，容量達到170mAh/g以上，常溫循環(huán)壽命2000次IC充放電80%以上，低溫_20°C容量保持率70%以上；在電解液方面采用混合有高純度離子液體的電解液體系，自熄時間較常規(guī)電解液短；同時在電池隔膜方面采用耐高溫陶瓷隔膜，采用人造石墨負極，用疊片法制備出軟包裝鋁塑膜大容量單體鋰電池，本發(fā)明大大的提升了電池的能量密度和安全性。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明涉及的一種高安全性、大容量三元動力鋰離子電池的制作方法，該方法通過采用鋁包覆的高鎳三元材料、離子液體電解液、陶瓷隔膜、人造石墨負極制作而成。
[0017]本發(fā)明提出一種三元動力鋰電池的制作方法，使用包覆有鋁的高鎳三元材料LiNixCoyMn1^yO2 (0.5 < X ^ 0.8,0.1 ^ Y < 0.5)為正極活性材料制備三元動力鋰電池。
[0018]其中，所述包覆有鋁的高鎳三元材料較佳為LiNi0.6Co0.2Mn0.202、LiNi0.7Co0.15Mn0.1502或 LiNi0.8Co0.jMng !O2。
[0019]其中，正極材料中包括包覆有鋁的高鎳三元材料LiNixCOyMni_x_y02(0.5 < X彡0.8，0.1彡Y < 0.5)(鋁包覆鎳鈷錳酸鋰三元材料)、炭黑Super-p、石墨SFG-6及正極粘結劑，所述包覆有鋁的高鎳三元材料LiNixCoyMnnO2 (0.5 < X彡0.8，0.1彡Y < 0.5)、所述炭黑Super-P、所述石墨SFG-6、所述正極粘結劑的質量配比為(92?95): (I?2): (I?2): (3?4)。
[0020]其中，負極材料中包括人造石墨、炭黑Super-p、負極增稠劑及負極粘結劑，所述人造石墨、所述炭黑Super-p、所述負極增稠劑、所述負極粘結劑按質量配比為(92?95): (I ?2): (I ?2): (3 ?4)。
[0021]并且，使用陶瓷隔膜，所述陶瓷隔膜為涂覆一層PE支撐層和氧化鋁層。
[0022]并且，使用離子液體電解液。將離子液體、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯以重量比(60?70): (15?20): (15?20)的比例混合，然后向其中加入LiPF6電解質配成濃度為(I?1.03)摩爾/升的離子液體電解液。
[0023]其中，所述離子液體是指分子結構包含由陽離子和陰離子形成的離子對，并且該物質往往具有較低的熔點，優(yōu)選離子液體的熔點低于100°c。所述離子液體電解液使用咪唑鎗類離子液體電解液、季銨類離子液體電解液、吡咯烷類離子液體電解液、哌啶類離子液體電解液、季鱗鹽離子液體電解液或锍鹽離子液體電解液。
[0024]具體而言，本發(fā)明的技術方案中，鋰離子電池制備方法包括以下步驟:
[0025]步驟1:將正極活性物質三元材料，包覆有鋁的高鎳三元材料LiNixCOyMni_x_y02(0.5< X彡0.8，0.1彡Y < 0.5)(深圳市天驕科技開發(fā)有限公司)、炭黑Super-P和石墨SFG-6按質量比(92?95): (I?2): (I?2)加入到VC高混料機(細川密克朗上海粉體機械有限公司)進行混料，轉速(200?230)r/min，混料時間(10?15)min，將混料過325目篩網后經第二次VC高混料機進行混料，轉速(200?230) r/min,混料時間(10?15) min，然后經過第二次325目篩網過篩，將混料放入鼓風干燥箱中在130°C下干燥6?20小時后關閉鼓風干燥箱，密閉下自然降溫到45°C以下得到混料備用，將聚偏氟乙烯與N-甲基吡咯烷酮按質量比(3?4): (120?130)加入到行星攪拌機攪拌2?4h，制成均勻的膠體溶液，然后把膠體溶液與混料按質量比(123?134): (94?99)混合高速攪拌4?5h，制成正極漿料，將制成的正極漿料均勻涂敷在石墨烯導電涂層鋁箔上制得正極片；
[0026]步驟2:將人造石墨與炭黑Super-p按質量比(92?95): (I?2)加入到VC高混料機中進行混料，轉速(200?230) r/min,混料時間(10?15) min,然后過325目篩，再經過第二次VC高混料機中進行混料，轉速(200?230) r/min,混料時間(10?15) min，然后進行第二次過325目篩備用，將羧甲基纖維素鈉和去離子水按質量比(I?2):(125?130)加入到行星攪拌機中攪拌3?4h，然后加入負極混料攪拌2?3h，加入負極混料的量與羧甲基纖維素鈉水溶液的量比例為(93?97): (125?130)，最后加入丁苯橡膠(SBR)攪拌I?2h，加入濃度為(50?55)%SBR溶液的量