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一種基于鎳錳酸鋰與鈦酸鋰構(gòu)成的鋰電池及其制備方法_3

文檔序號(hào):9575529閱讀:來源:國知局
在3.3V恒壓下充電至截止電流彡0.05C,然后以0.5C放電到2.4V。
[0039]正極漿料涂層單面面密度為185g/m2,壓實(shí)密度3.45g/cm3 ;負(fù)極漿料涂層單面面密度為208g/m2,壓實(shí)密度為1.5g/cm3,所述正極漿料涂層與水系負(fù)極漿料涂層面密度比大于1:1.1。
[0040]電解液為添加氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯的碳酸酯類溶劑電解液;
所上設(shè)計(jì)電池為3.5Ah-3.0V軟包裝,注液量15.5 ±0.5g,電池充放電電壓范圍
2.4V~3.3V,1C放電容量> 3.5Ah,電池10C放電容量占1C放電容量的94.3%,常溫1C充放循環(huán)1900次后容量保持率為85.5%,能量密度為672Wh/Kg。
[0041]實(shí)施例4:一種基于鎳錳酸鋰與鈦酸鋰構(gòu)成的鋰電池,包括鋁塑膜殼體、正極耳1、負(fù)極耳2及極耳膠3,鋁塑膜殼體4內(nèi)由電芯5及電解液構(gòu)成,所述的電芯5包括正極片、隔膜和負(fù)極片;如圖1所示;
正極包括集流體鋁箔、鋁箔表面均勻涂覆的活性物質(zhì)、粘接劑以及導(dǎo)電劑;
負(fù)極包括集流體銅箔,銅箔表面均勻涂覆的活性物質(zhì),粘接劑以及導(dǎo)電劑;
正極漿料涂層配料及固含量與實(shí)施案例3相同;
油系負(fù)極漿料涂層由以下材料配比而成:鈦酸鋰(Li4Ti5012):導(dǎo)電碳黑(SP):導(dǎo)電石墨(KS-6):粘結(jié)劑(PVDF)=93wt%:1.5wt%:1.5wt%:4wt%,草酸質(zhì)量為漿料總質(zhì)量的2.5%,溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP),負(fù)極固含量45% ;
采用基于鎳錳酸鋰與鈦酸鋰構(gòu)成的鋰電池制備方法,通過以下步驟:
步驟1)將聚偏氟乙烯4.5wt%加入N-甲基吡咯烷酮中,攪拌10h后形成透明膠液,然后加入導(dǎo)電炭黑(SP) 2wt%和碳納米管(CNT) lwt%后攪拌3h,最后加入92.5被%的鎳錳酸鋰的A1203包覆物后高速攪拌5h,并以5rpm的公轉(zhuǎn)速度,150 rpm的自轉(zhuǎn)速度攪拌2h,整個(gè)漿料攪拌過程均在溫度35°C、真空度< _85KPa的條件下進(jìn)行,得到的正極漿料過150目篩2次;
步驟2)將4wt%的聚偏氟乙烯加入N-甲基吡咯烷酮中,攪拌7.5h形成透明膠液,擱置10h后,加入導(dǎo)電碳黑(SP) 1.5wt%和導(dǎo)電石墨(KS-6) 1.5wt%攪拌2h,再加入3wt%的鈦酸鋰攪拌9h,最后加入2.5wt %的草酸,并以5rpm的公轉(zhuǎn)速度,150 rpm的自轉(zhuǎn)速度攪拌2h,整個(gè)漿料攪拌過程均在溫度20°C、真空度< _85KPa的條件下進(jìn)行,得到的油系漿料過150目篩2次。
[0042]步驟3)將正極漿料間隙涂布于20 μ m厚的鋁箔上,并于100°C溫度下烘干制得正極帶,負(fù)極漿料間隙涂布于12 μπι厚的銅箔上,并于105°C溫度下烘干制得負(fù)極帶;
步驟4)將正極帶滾壓、裁切后制成厚度與面積分別為0.128mm、123*75mm2的正極片;負(fù)極帶滾壓、裁切后制成厚度與面積分別為0.296mm、125*77 mm 2的負(fù)極片;
步驟5)將正極片和負(fù)極片在95°C真空條件下烘烤9小時(shí)。
[0043]步驟6)將正極片和負(fù)極片與隔膜按照外層隔膜、負(fù)極、內(nèi)層隔膜、正極的“Z”字型疊片方式構(gòu)成電芯,所述隔膜的厚度為23 μπι ;
步驟7)將焊接后電芯裝入沖好的鋁塑膜殼體內(nèi),并熱封頂部與側(cè)部,不封氣帶側(cè);步驟8)將電芯在真空85°C條件下烘烤4h,然后注入電解液,熱封氣帶側(cè);采用夾擠方式對(duì)電池化成,化成流程為:0.02C充電30min,0.1C充電90min,0.2C充電3.3V,然后對(duì)電池進(jìn)行除氣、熱封、裁邊;分容流程為:0.5C恒流充電至3.3V,在3.3V恒壓下充電至截止電流彡0.05C,然后以0.5C放電到2.4V。
[0044]正極漿料涂層單面面密度為185g/m2,壓實(shí)密度3.45g/cm3 ;負(fù)極漿料涂層單面面密度為205g/m2,壓實(shí)密度為1.45g/cm3,所述正極漿料涂層與水系負(fù)極漿料涂層面密度比大于1:1.1 ;
電解液為添加氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯的碳酸酯類溶劑電解液;
所上設(shè)計(jì)電池為3.5Ah-3.0V軟包裝,注液量16.5 ±0.5g,電池充放電電壓范圍
2.4V~3.3V,1C放電容量> 3.5Ah,電池10C放電容量占1C放電容量的92.5%,常溫1C充放循環(huán)1900次后容量保持率為82.6%,能量密度為602Wh/Kg。
[0045]實(shí)施例5:—種基于鎳錳酸鋰與鈦酸鋰構(gòu)成的鋰電池,包括鋁塑膜殼體、正極耳1、負(fù)極耳2及極耳膠3,鋁塑膜殼體4內(nèi)由電芯5及電解液構(gòu)成,所述的電芯5包括正極片、隔膜和負(fù)極片;如圖1所示;
正極包括集流體鋁箔、鋁箔表面均勻涂覆的活性物質(zhì)、粘接劑以及導(dǎo)電劑;
負(fù)極包括集流體銅箔,銅箔表面均勻涂覆的活性物質(zhì),粘接劑以及導(dǎo)電劑;
正極漿料涂層由以下材料配比而成:鎳錳酸鋰的A1203包覆物:導(dǎo)電炭黑(SP):碳納米管(CNT):粘結(jié)劑聚偏氟乙烯(PVDF) =93.5wt%:1.5wt%:lwt%:4wt%,溶劑為N -甲基吡咯烷酮(NMP),正極固含量48% ;
水系負(fù)極漿料涂層由以下材料配比而成:鈦酸鋰(Li4Ti5012):導(dǎo)電碳黑(SP):導(dǎo)電石墨(KS-6):羧甲基纖維素鈉(CMC):丁苯橡膠(SBR) =93wt%:2wt%:lwt%:3wt%:lwt%,溶劑為去尚子水,負(fù)極固含量44%。
[0046]采用基于鎳錳酸鋰與鈦酸鋰構(gòu)成的鋰電池制備方法,通過以下步驟:
步驟1)將聚偏氟乙烯4wt%加入N-甲基吡咯烷酮中,攪拌9h后形成透明膠液,然后加入導(dǎo)電炭黑(SP) 1.5wt%和碳納米管(CNT) lwt%后攪拌2~3h,最后加入93.5wt%的鎳錳酸鋰的A1203包覆物后以15rpm的公轉(zhuǎn)速度,1200 rpm的自轉(zhuǎn)速度攪拌l~2h,并以5rpm的公轉(zhuǎn)速度,150 rpm的自轉(zhuǎn)速度攪拌2h,整個(gè)漿料攪拌過程均在溫度29°C、真空度< _85KPa的條件下進(jìn)行,得到的正極漿料過150目篩2次;
步驟2)將3wt%的羧甲基纖維素鈉加入去離子水中,攪拌6h形成透明膠液,擱置18h后,加入導(dǎo)電碳黑(SP) 2wt%和導(dǎo)電石墨(KS-6) lwt%攪拌2.5h,再加入93wt%的鈦酸鋰攪拌6.5h,最后加入lwt%的丁苯橡膠高速攪拌1.5h,并以5rpm的公轉(zhuǎn)速度,150 rpm的自轉(zhuǎn)速度攪拌2h,整個(gè)漿料攪拌過程均在溫度25°C、真空度< _85KPa的條件下進(jìn)行,得到的水系楽料過150目篩1次;
步驟3)將正極漿料間隙涂布于20 μ m厚的鋁箔上,并于105°C溫度下烘干制得正極帶,負(fù)極漿料間隙涂布于12 μπι厚的銅箔上,并于105°C溫度下烘干制得負(fù)極帶;
步驟4)將正極帶滾壓、裁切后制成厚度與面積分別為0.131mm、123*75mm2的正極片;負(fù)極帶滾壓、裁切后制成厚度與面積分別為0.297mm、125*77 mm 2的負(fù)極片; 步驟5)將正極片和負(fù)極片在95°C真空條件下烘烤8.5小時(shí)。
[0047]步驟6)將正極片和負(fù)極片與隔膜按照外層隔膜、負(fù)極、內(nèi)層隔膜、正極的“Z”字型疊片方式構(gòu)成電芯,所述隔膜的厚度為21 μπι ;
步驟7)將焊接后電芯裝入沖好的鋁塑膜殼體內(nèi),并熱封頂部與側(cè)部,不封氣帶側(cè);步驟8)將電芯在真空85°C條件下烘烤4h,然后注入電解液,熱封氣帶側(cè);采用夾擠方式對(duì)電池化成,化成流程為:0.02C充電30min,0.1C充電90min,0.2C充電3.3V,然后對(duì)電池進(jìn)行除氣、熱封、裁邊;分容流程為:0.5C恒流充電至3.3V,在3.3V恒壓下充電至截止電流彡0.05C,然后以0.5C放電到2.4V。
[0048]正極漿料涂層單面面密度為192g/m2,壓實(shí)密度3.5g/cm3 ;負(fù)極漿料涂層單面面密度為212g/m2,壓實(shí)密度為1.52g/cm3,所述正極漿料涂層與水系負(fù)極漿料涂層面密度比大于1:1.1。
[0049]電解液為添加氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯的碳酸酯類溶劑電解液。
[0050]所上設(shè)計(jì)電池為3.5Ah_3.0V軟包裝,注液量15.5±0.5g,電池充放電電壓范圍
2.4V~3.3V,1C放電容量> 3.5Ah,電池10C放電容量占1C放電容量的94.6%,常溫1C充放循環(huán)1900次后容量保持率為86.1%,能量密度為643Wh/Kg。
[0051]實(shí)施例6:—種基于鎳錳酸鋰與鈦酸鋰構(gòu)成的鋰電池,包括鋁塑膜殼體、正極耳1、負(fù)極耳2及極耳膠3,鋁塑膜殼體4內(nèi)由電芯5及電解液構(gòu)成,所述的電芯5包括正極片、隔膜和負(fù)極片;如圖1所示。
[0052]正極包括集流體鋁箔、鋁箔表面均勻涂覆的活性物質(zhì)、粘接劑以及導(dǎo)電劑;
負(fù)極包括集流體銅箔,銅箔表面均勻涂覆的活性物質(zhì),粘接劑以及導(dǎo)電劑;
正極漿料涂層配料及固含量與實(shí)施案例5相同;
油系負(fù)極漿料涂層由以下材料配比而成:鈦酸鋰(Li4Ti5012):導(dǎo)電碳黑(SP):導(dǎo)電石墨(KS-6):粘結(jié)劑(PVDF) =93.5wt%:2wt%:lwt%:3.5wt%,草酸質(zhì)量為漿料總質(zhì)量的3%,溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP),負(fù)極固含量44%。
[0053]采用基于鎳錳酸鋰與鈦酸鋰構(gòu)成的鋰電池制備方法,通過以下步驟:
步驟1)將聚偏氟乙烯4wt%加入N-甲基吡咯烷酮中,攪拌9h后形成透明膠液,然后加入導(dǎo)電炭黑(SP) 1.5wt%和碳納米管(CNT) lwt%后攪拌2h,最后加入93.5wt%的鎳錳酸鋰的A1203包覆物后以15rpm的公轉(zhuǎn)速度,1200 rpm的自轉(zhuǎn)速度攪拌l~2h,并以5rpm的公轉(zhuǎn)速度,150 rpm的自轉(zhuǎn)速度攪拌2h,整個(gè)漿料攪拌過程均在溫度29°C、真空度<_85KPa的條件下進(jìn)行,得到的正極漿料過150目篩2次;
步驟2)將3.5wt%的聚偏氟乙烯加入N-甲基吡咯烷酮中,攪拌8h形成透明膠液,擱置10h后,加入導(dǎo)電碳黑(SP) 2wt%和導(dǎo)電石墨(KS-6) lwt%攪拌2h,再加入93.5wt%的鈦酸鋰攪拌9h,最后加入2wt %的草酸,并以5rpm的公轉(zhuǎn)速度,150 rpm的自轉(zhuǎn)速度攪拌2h,整個(gè)漿料攪拌過程均在溫度20°C、真空度< _85KPa的條件下進(jìn)行,得到的油系漿料過150目篩2次。
[0054]步驟3)將正極漿料間隙涂布于20 μ m厚的鋁箔上,并于115°C溫度下烘干制得正極帶,負(fù)極漿料間隙涂布于12μπι厚的銅箔上,并于110°C溫度下烘干制得負(fù)極帶;
步驟4)將正極
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