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摘要:本发明涉及锂离子电池制造领域,具体为一种适合在宽温区使用的复合锰基锂电池的制备方法。该方法包括正极制备、负极制备和复合锰基锂电池制备,采用锰酸锂、磷酸锰铁锂、导电剂、粘结剂等依次制得正极浆料、正极卷料和正极片,采用人造石墨、增稠剂、导电剂、粘结剂等依次制得负极浆料、负极卷料和负极片;两个正极片、负极片和隔膜组成的芯包进行连续超声焊接,装入铝壳体内,激光焊接将盖板和铝壳体熔为一个整体,经注液、化成、老化,制得能够适合宽温区使用的复合锰基锂电池,能够在‑40℃~55℃宽温区内持续稳定工作,解决了磷酸铁锂电池能量密度低、低温性能差、三元锂电池安全性差无法过针刺、锰酸锂电池循环性能差的问题。
主权项:1.一种适合在宽温区使用的复合锰基锂电池的制备方法,其特征在于,按如下步骤进行:第一步,正极制备1首先按照质量比例锰酸锂LiMn2O4:磷酸锰铁锂LiMn0.6Fe0.4PO4:导电剂:粘结剂=74~78:18~22:2~4:1.6~2,加入搅拌釜内;然后加入有机溶剂,进行捏合,使搅拌釜内浆料固含量为70~80wt%,同时开启搅拌转速30~42radmin和分散转速2200~3200radmin,持续时间2~3h;继续加入有机溶剂,使搅拌釜内浆料固含量为65~75wt%,同时开启搅拌转速30~42radmin和分散转速2200~3200radmin,持续时间0.5~2小时;最终分散均匀,制得粘度在7000~8000mPa·s的正极浆料;2将上述正极浆料过滤网,滤网目数为120~150目,过滤后,按照连续涂布方式,单面面密度为18~24.5mgcm2,双面面密度为36~49mgcm2双面均匀涂覆在正极集流体表面,正极集流体为涂炭铝箔,涂炭铝箔厚度为12~18μm,制得正极卷料;3上述正极卷料使用辊轧机按照2.6~2.9gcm3的压实密度进行辊压,使用分切机居中分切为等宽的2个正极卷料,使用五金模切机分别对每个正极卷料完成正极片的冲切,制得尺寸形状合适的正极片;第二步,负极制备1首先按照质量比例人造石墨:增稠剂:导电剂:粘结剂=94~95.5:1.2~1.5:1.5~1.9:1.5~2,取人造石墨、增稠剂、导电剂加入至搅拌釜内;然后加入溶剂进行混合,使搅拌釜内浆料固含量为45~50wt%,同时开启搅拌转速28~32radmin和分散转速2200~3200radmin,持续时间2~3h;继续加入溶剂,使搅拌釜内浆料固含量为40~46wt%,同时开启搅拌转速28~32radmin和分散转速2200~3200radmin,持续时间0.5~2h;最后加入粘结剂,将搅拌转速调至10~30radmin,分散转速调至1000~2000radmin,持续时间0.5~1h,浆料实现均匀分散,制得粘度为3000~5000mPa·s的负极浆料;2将上述负极浆料过150~200目筛网,过滤后进行涂布,单面面密度为8~10.5mgcm2,双面面密度为16~21mgcm2浆料均匀涂覆在负极集流体双侧表面,负极集流体为厚度6~8μm的铜箔,制成负极卷料;3上述负极卷料经辊轧机按1.4~1.5gcm3的压实密度辊压,使用整版模切激光刀模实现负极片的冲切,制成尺寸形状合适的负极片;第三步,复合锰基锂电池制备1使用聚丙烯材质隔膜将上述正极片、负极片进行绝缘分隔,使用叠片机经过“Z”字形叠片、贴胶工序,制成芯包,将芯包正负极耳同盖板的正负极连接片使用超声焊接机焊接在一起,安装止动架,使用外马甲对芯包整体进行包裹保护,装入铝壳体,将盖板同铝壳体上边缘压严,使二者保持过盈配合状态,使用激光焊接机将盖板同铝壳体上边缘熔融焊接成为一个整体,这样就组装成未注液装配体;2上述未注液装配体进行真空烘烤,烘烤温度设置为80~90℃,真空度为-90~-98KPa,烘烤时间为36~48h,烘烤结束后,在露点-35℃~-45℃干燥空气氛围下使用注液机按照4.6~5.2gAh的注液系数对该未注液装配体进行注液,在35~45℃条件下静置24~48h,实现电解液对正负极片、隔膜的充分浸润形成电芯;3使用化成设备对电芯进行充电激活,化成方式为开口化成;4开路老化;5老化结束后,对电芯进行分容测试,获得电芯的容量、内阻性能参数,完成后制得能够适合宽温区使用的复合锰基锂电池。
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