專利名稱：一種圓柱型鋰離子動(dòng)力電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子動(dòng)カ電池及其制備領(lǐng)域，具體涉及ー種圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著世界能源與環(huán)保形勢(shì)日趨緊張，鋰離子電池作為新能源越來越受到人們的親睞。鋰離子電池由于其能量密度高，體積輕，重量小，環(huán)保無污染，成為新能源發(fā)展的主要方向。隨著電動(dòng)汽車、空間技術(shù)、國(guó)防エ業(yè)以及電カ儲(chǔ)能系統(tǒng)等的迅猛發(fā)展，對(duì)鋰離子電池的 比容量、循環(huán)壽命和安全性等方面提出了更高的要求，改進(jìn)和提高鋰離子電池的電化學(xué)性能可從電極材料和改進(jìn)大容量電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面入手。純電動(dòng)汽車等交通工具的發(fā)展需要?jiǎng)鹰弯囯x子電池具有大容量、高能量密度、高功率密度和高安全性等性能。但由于目前鋰離子動(dòng)カ電池的制造エ藝基本是沿襲LiCo02/C電池的生產(chǎn)エ藝流程，導(dǎo)致大容量鋰離子電池不能在能量密度和功率密度方面同時(shí)兼顧，特別是大容量鋰離子電池功率密度一般較低。因此，改善大容量電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是正極和負(fù)極集流體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高集流體連接的可靠性，可以在電池能量密度保證的前提下，顯著降低電極反應(yīng)過程中的極化和提高電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，從而改善電池的高功率充放電特性、循環(huán)性能和安全性能。申請(qǐng)公布號(hào)為CN 102299271A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了ー種圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池，包括圓柱形外殼、正極蓋板、負(fù)極蓋板、正極極柱、負(fù)極極柱、中心管及電芯，所述正極蓋板和所述負(fù)極蓋板分別固定安裝在所述外殼的兩端，所述正極極柱和所述負(fù)極極柱分別設(shè)于該正極蓋板和負(fù)極蓋板上，所述中心管位于外殼內(nèi)，外殼兩端分別與所述正極極柱和所述負(fù)極極柱連接，所述電芯包括正極片、隔離膜和負(fù)極片，該正極片、該隔離膜和該負(fù)極片依次卷繞在所述中心管上，且該正極片和該負(fù)極片分別經(jīng)正極極耳和負(fù)極極耳與所述正極極柱和所述負(fù)極極柱連接，在所述負(fù)極蓋板上設(shè)有通孔，并在該通孔內(nèi)密封焊接有負(fù)極陶瓷環(huán)，所述負(fù)極極柱穿設(shè)于該負(fù)極陶瓷環(huán)的中心孔內(nèi)并與負(fù)極陶瓷環(huán)密封焊接。該技術(shù)方案通過采用陶瓷環(huán)代替塑料密封件，避免漏液的技術(shù)問題，并且耐高溫、耐老化，延長(zhǎng)了使用時(shí)間，但是該技術(shù)方案采用傳統(tǒng)的正、負(fù)極耳引出連接至正、負(fù)極極柱制備鋰離子動(dòng)カ電池，正、負(fù)極耳連接的可靠性較低，并且電極反應(yīng)過程中容易極化，循環(huán)次數(shù)超過1000次以后，其容量保持率下降很快，一般為50%飛0%之間，其充放電特性、循環(huán)性能和安全性能都有待進(jìn)一步提尚。授權(quán)公告號(hào)為CN 202333058U的實(shí)用新型專利公開了ー種高生產(chǎn)效率的方形動(dòng)カ鋰離子電池，包括卷繞的電池芯，所述電池芯由正極片、負(fù)極片及隔膜卷繞而成，正極片包括正極集流體和制作在正極集流體上的正極活性材料涂層，負(fù)極片包括負(fù)極集流體和制作在負(fù)極集流體上的負(fù)極活性材料涂層，所述電池芯的兩端部分分別露出正極集流體和負(fù)極集流體，電池的正極引出端直接和電池芯一端的正極集流體連接，電池的負(fù)極引出端直接和電池芯一端的負(fù)極集流體連接。該技術(shù)方案通過簡(jiǎn)化動(dòng)カ鋰離子電池生產(chǎn)流程和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高可靠性和安全性，但是其未對(duì)電池芯的結(jié)構(gòu)以及對(duì)電池內(nèi)的電池芯的排布進(jìn)行改進(jìn)，從而導(dǎo)致其充放電特性、循環(huán)性能和安全性能不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池，通過改進(jìn)圓柱形電芯的結(jié)構(gòu)，以提高圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池的高倍率充放電性能和循環(huán)性能。一種圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池，包括帶有正極柱和負(fù)極柱的圓柱形外殼以及置于所述圓柱形外殼內(nèi)的圓柱形電芯，所述圓柱形電芯由正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞成圓柱形而成，所述正極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體上的正極活性材料涂層，所述負(fù)極片包括負(fù)極集流體和涂覆在負(fù)極集流體上的負(fù)極活性材料涂層，所述正極集流體從卷繞形成的圓柱形電芯軸向的一端伸出并分割焊接形成正極集流體連接端，所述負(fù)極集流體從卷繞 形成的圓柱形電芯軸向的另一端伸出并分割焊接形成負(fù)極集流體連接端，所述正極集流體連接端與所述正極柱相連，所述負(fù)極集流體連接端與所述負(fù)極柱相連。本發(fā)明通過改善大容量電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即改進(jìn)圓柱形電芯的結(jié)構(gòu)，特別是正極集流體從卷繞形成的圓柱形電芯軸向的一端伸出并分割焊接形成正極集流體連接端，負(fù)極集流體從卷繞形成的圓柱形電芯軸向的另一端伸出并分割焊接形成負(fù)極集流體連接端，經(jīng)分割焊接后圓柱形電芯的正極集流體連接端和負(fù)極集流體連接端可形成多個(gè)集流接觸面，并可以提高集流體連接的可靠性，可以在電池能量密度保證的前提下，顯著降低電極反應(yīng)過程中的極化和提高電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，從而改善電池的高功率充放電特性、循環(huán)性能和安全性能。考慮到圓柱形電芯的結(jié)構(gòu)，作為優(yōu)選，所述正極集流體連接端包括沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并焊接形成的兩個(gè)正極集流接觸面，所述負(fù)極集流體連接端包括沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并焊接形成的兩個(gè)負(fù)極集流接觸面，從而進(jìn)一歩使得集流接觸面均勻密集并且連接可靠，可以保證在電極反應(yīng)過程中電流均勻分布，降低電化學(xué)反應(yīng)極化和提高電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，從而提高大容量電池的高功率特性，電池循環(huán)性能穩(wěn)定。進(jìn)ー步優(yōu)選，所述正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞的層數(shù)至少為兩層，卷繞的層數(shù)是指正極片、隔膜和負(fù)極片合在一起繞卷繞軸線ー圈為ー層，每ー個(gè)正極集流接觸面均與所有層正極片相連；每ー個(gè)負(fù)極集流接觸面均與所有層負(fù)極片相連。進(jìn)ー步優(yōu)選，所述正極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度為9 18mm，寬度為6 15!11111，其厚度以焊接后自然形成的厚度即可，可不做嚴(yán)格要求；所述負(fù)極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度為擴(kuò)18mm，寬度為6 15mm，其厚度以焊接后自然形成的厚度即可，可不做嚴(yán)格要求，能夠保證均勻密集和連接可靠，從而進(jìn)ー步提高電極反應(yīng)過程中電流均勻分布，提高本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池的電學(xué)性能。作為優(yōu)選，所述圓柱形電芯沿卷繞的軸向的最大長(zhǎng)度為10(T300mm，所述圓柱形電芯的外徑為25 70mm，上述的圓柱形電芯的個(gè)數(shù)和圓柱形電芯的尺寸，能夠保證本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池具有較好的充放電特性、循環(huán)性能和安全性能。作為優(yōu)選，所述正極集流體為鋁箔，所述負(fù)極集流體為銅箔，有利于降低電極反應(yīng)過程中的極化和提高電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，從而改善電池的高功率充放電特性、循環(huán)性能和安全性能。
作為優(yōu)選，所述正極集流體連接端與所述正極柱焊接，所述負(fù)極集流體連接端與所述負(fù)極柱焊接，進(jìn)ー步提高了連接的可靠性，進(jìn)ー步改善電池的高功率充放電特性、循環(huán)性能和安全性能。作為優(yōu)選，所述圓柱形外殼包括圓柱型鋁合金殼體以及設(shè)置在所述圓柱型鋁合金殼體兩端的帶有正極柱的正極端蓋和帶有負(fù)極柱的負(fù)極端蓋,所述圓柱型鋁合金殼體的內(nèi)徑為30飛0_，所述圓柱型鋁合金殼體的殼體厚度為廣3_，一方面可保持結(jié)構(gòu)的緊湊性，方便使用和攜帯，另ー方面，可保證電池使用的穩(wěn)定性。作為優(yōu)選，所述的隔膜為多孔聚丙烯(PP)隔膜或多孔聚こ烯(PE)/聚丙烯(PP)/聚こ烯(PE)多層復(fù)合隔膜。本發(fā)明還提供一種圓柱·型鋰離子動(dòng)カ電池的制備方法，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)エ藝，其エ藝易于エ業(yè)化高效率生產(chǎn)，通過該制備方法制備的圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池具有較優(yōu)異性能。一種圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池的制備方法，包括加工圓柱形電芯以及對(duì)該圓柱形電芯封裝，所述加工圓柱形電芯的步驟如下I)將單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片、隔膜和單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層的負(fù)極片一同卷繞成圓柱形，其中正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊以及負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊分別處在卷繞軸向的兩端；2)將卷繞后的正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊經(jīng)分割、超聲波焊接形成正極集流體連接端，將卷繞后的負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊經(jīng)分割、超聲波焊接形成負(fù)極集流體連接端，得到圓柱形電芯。該圓柱形電芯封裝的步驟如下3)將步驟2)中的圓柱形電芯放入圓柱型鋁合金殼體內(nèi)，將正極集流體連接端與正極端蓋上的正極柱焊接，將負(fù)極集流體連接端與負(fù)極端蓋上的負(fù)極柱焊接，再將正極端蓋和負(fù)極端蓋與圓柱型鋁合金殼體激光焊接，注入電解液后密封，制成圓柱型鋰離子電池。步驟I)中，單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片的制備包括a)正極活性材料的制備將鋰鹽、鎳鹽、錳鹽和鈷鹽溶于こ醇，形成金屬鹽こ醇溶液，將金屬鹽こ醇溶液在空氣或氧氣氣氛下400°C飛00°C點(diǎn)燃，點(diǎn)燃后反應(yīng)5min 15min，之后冷卻，再在700 V 900で退火后得到正極活性材料BLi2MnO3 (I-a) LiMO2，其中，0. 4 彡 a 彡 0. 6，M=MnxNiyCoz, 1/3 ^ x ^ 0. 4，1/3 彡 y 彡 0. 4，且 4x+2y+3z=3 ；b)按質(zhì)量百分比含量稱取909^92%步驟a)中的正極活性材料aLi2Mn03 (I-a)LiM02、49T6%導(dǎo)電劑和39T5%粘結(jié)劑，得到混合料，加入I-甲基2-吡咯烷酮溶劑真空攪拌均勻后，連續(xù)雙面涂布于正極集流體上并在正極集流體同側(cè)正反ニ面單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的部分，烘干去除I-甲基2-吡咯烷酮溶劑后連續(xù)輥壓，分切后制得單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片。步驟a)中，鋰鹽、鎳鹽、錳鹽和鈷鹽的量主要按所需要層狀結(jié)構(gòu)鋰離子電池正極材料中的各元素的化學(xué)計(jì)量比加入，一般鋰鹽要過量1%飛％，從而抵消高溫下鋰的流失。所述的鋰鹽為 LiNO3 或 LiCH3COO 2H20。所述的鎳鹽為 Ni (NO3)2 6H20 或 Ni (CH3COO)2 4H20。所述的錳鹽為 Mn (NO3) 2 6H20 或 Mn (CH3COO) 2 4H20。所述的鈷鹽為 Co (CH3COO) 2 4H20。該正極活性材料的制備采用こ醇阻燃法制備，不涉及中間溶膠-凝膠的過程，制備過程簡(jiǎn)單，制備的正極活性材料為均勻分布的細(xì)小一次顆粒并具有很好的結(jié)晶性，有利于首次充電時(shí)Li2MnO3區(qū)域的活化，提供了一個(gè)可觀的電解液與活性物質(zhì)的接觸面積，縮短了鋰離子在材料固相中的擴(kuò)散距離，從而有效提高了材料的倍率性能。步驟I)中，將卷繞后的正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并超聲波焊接形成包含兩個(gè)正極集流接觸面的正極集流體連接端，將卷繞后的負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并超聲波焊接形成包含兩個(gè)負(fù)極集流接觸面的負(fù)極集流體連接端，各設(shè)置兩個(gè)集流接觸面有利于提高本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池性能的同時(shí)，使其エ藝也較為簡(jiǎn)單，易于操作和實(shí)施。該制備方法簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，有利于エ業(yè)化生產(chǎn)，并且采用不同的焊接エ藝有利 于保證各連接點(diǎn)的連接牢固度，特別是經(jīng)分割、超聲波焊接形成的圓柱形電芯的正極集流 體連接端以及經(jīng)分割、超聲波焊接形成的負(fù)極集流體連接端均形成2個(gè)集流接觸面，其結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)還有利于減小電池內(nèi)阻，從而大大提高了制備的圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池的性能,從而大大改善電池的高功率充放電特性、循環(huán)性能和安全性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池，改進(jìn)圓柱形電芯的結(jié)構(gòu)，特別是經(jīng)分割焊接后圓柱形電芯的正極集流體連接端和負(fù)極集流體連接端可形成多個(gè)集流接觸面，優(yōu)選方案中，各自形成兩個(gè)集流接觸面，使得本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池中的正負(fù)極集流體均勻密集分布，正極集流體連接端和負(fù)極集流體連接端分別與正極柱和負(fù)極柱連接可靠，可以保證在電極反應(yīng)過程中電流均勻分布，降低電化學(xué)反應(yīng)極化和提高電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，從而提 高大容量電池的高功率特性，電池循環(huán)性能穩(wěn)定，安全可靠性好，可用于電動(dòng)汽車等交通エ具。本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池的制備方法簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，有利于エ業(yè)化生產(chǎn)，并且采用焊接エ藝有利于保證各連接點(diǎn)的連接牢固度以及電池密封性，防止電解液漏出，其結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)還有利于減小電池內(nèi)阻，大大提高了制備的圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池的性能,從而大大改善電池的高功率充放電特性、循環(huán)性能和安全性能。


圖I為本發(fā)明中單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層的負(fù)極片的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明中正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞成圓柱形的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的俯視圖；圖5為本發(fā)明圓柱形電芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池中正極集流體連接端與正極柱連接的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池做進(jìn)ー步說明。如圖5、圖6所示，本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)カ電池，包括圓柱形外殼(未畫出)、設(shè)置在圓柱形外殼上的正極柱6、負(fù)極柱(未畫出)以及置于圓柱形外殼內(nèi)的圓柱形電芯，圓柱形電芯由正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞成圓柱形而成。
如圖I所示，正極片包括正極集流體8和涂覆在正極集流體8上的正極活性材料涂層7，正極片上單邊留有未涂覆正極活性材料涂層7部分，正極集流體8的總寬度為c+S，其中，c為單邊留有未涂覆正極活性材料涂層7部分的寬度，S為涂覆在正極集流體8上的正極活性材料涂層7的寬度。如圖2所示，負(fù)極片包括負(fù)極集流體10和涂覆在負(fù)極集流體10上的正極活性材料涂層9，負(fù)極片上單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層9部分，負(fù)極集流體10的總寬度為b+T，其中，b為單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層9部分的寬度，T為涂覆在負(fù)極集流體10上的負(fù)極活性材料涂層9的寬度。如圖3、圖4和圖5所示，正極集流體從卷繞形成的圓柱形電芯軸向的一端伸出并分割焊接形成正極集流體連接端2，負(fù)極集流體從卷繞形成的圓柱形電芯軸向的另一端伸 出并分割焊接形成負(fù)極集流體連接端3，正極集流體連接端2包括沿圓柱形電芯I卷繞的軸向分割并焊接形成的兩個(gè)正極集流接觸面，圖5中，兩個(gè)正極集流接觸面前后設(shè)置，故從圖5中只能看到一個(gè)正極集流接觸面，圖6中，旋轉(zhuǎn)一定角度后，可見兩個(gè)正極集流接觸面。負(fù)極集流體連接端4包括沿圓柱形電芯I卷繞的軸向分割并焊接形成的兩個(gè)負(fù)極集流接觸面，兩個(gè)負(fù)極集流接觸面前后設(shè)置，故從圖5中只能看見ー個(gè)。正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞的層數(shù)至少為兩層，卷繞的層數(shù)是指正極片、隔膜和負(fù)極片合在一起繞卷繞軸線ー圈為ー層，每ー個(gè)正極集流接觸面均與所有層正極片相連；每一個(gè)負(fù)極集流接觸面均與所有層負(fù)極片相連。如圖4所示，卷繞形成的圓柱形電芯的中心設(shè)置有中心孔，d為中心孔的直徑，D為圓柱形電芯的外徑。如圖6所示，正極集流體連接端2與正極柱6相連，負(fù)極集流體連接端3與負(fù)極柱相連。如圖5、圖6所示，圓柱形電芯為I個(gè)。圓柱形電芯沿卷繞的軸向的最大長(zhǎng)度(H+m+n)為10(T300mm，圓柱形電芯的外徑D為25 70mm。正極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度m為9"!8mm,寬度W為6"!5mm,其厚度以焊接后自然形成的厚度即可；負(fù)極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度n為9 18_，寬度V為6 15mm，其厚度以焊接后自然形成的厚度即可。圓柱形外殼的內(nèi)徑為3(T60mm,圓柱形外殼的殼體厚度為1 3_。正極集流體8為鋁箔，負(fù)極集流體10為銅箔。正極集流體連接端2與正極柱6焊接，負(fù)極集流體連接端3與負(fù)極柱焊接。隔膜為多孔聚丙烯隔膜或多孔聚こ烯/聚丙烯/聚乙烯多層復(fù)合膜。制備例II)正極活性材料的制備按1.236:0.56:0. 16:0. 08的摩爾比將原材料LiN03、Mn (CH3COO) 2 4H20、Ni (CH3COO)2 6H20 和 Co (CH3COO) 2 4H20 溶于無水こ醇(其中加入了過
量3%的鋰鹽，用于抵消高溫下鋰的流失)，形成金屬鹽こ醇溶液，金屬鹽こ醇溶液中鋰鹽、鎳鹽、錳鹽和鈷鹽的總濃度為lmol/L。取IOmL金屬鹽こ醇溶液放入IOOmL的剛玉坩堝中，將剛玉坩堝放入到預(yù)先加熱至500°C的箱式爐內(nèi)，點(diǎn)燃，在空氣中劇烈反應(yīng)10分鐘，冷卻到室溫25°C，得到的初步產(chǎn)物，將初步產(chǎn)物研磨后再次放入到箱式爐中，在800°C高溫下進(jìn)行退火處理16h后隨爐冷卻到室溫25°C，得到正極活性材料。
將制備的正極活性材料通過ICP-AES [Inductively Coupled PlasmaAtomicEmission Spectrometry(ICP, IRIS Intrepid II)電感稱合等離子體發(fā)射光譜]測(cè)試，根據(jù)ICP-AES測(cè)出各元素的含量，通過歸ー處理，確定其化學(xué)式為L(zhǎng)i [Lia 2Mn0.56Ni0.16Co0.08]
O2,從X射線衍射圖中可知，表明Li2MnO3有序結(jié)構(gòu)微區(qū)的存在，即也可寫成0. 5Li2Mn03 0. 5Li Mna4Nia4Coa2Or從掃描電鏡照片可知，本實(shí)施例制備的正極活性材料Li [Lia2Mna^5Niai6Coatl8]O2為均勻分布的細(xì)小一次顆粒，尺寸大小為50nnTl50nm，并具有很好的結(jié)晶性。2)單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片的制備按質(zhì)量百分比含量稱取92%步驟I)制備的正極活性材料0. 5Li2Mn03 0. 5LiMn0.4Ni0.4Co0.202,5%導(dǎo)電劑(卡博特Cabot50導(dǎo)電碳黑)和3%粘結(jié)劑(聚偏ニ氟こ烯，エ業(yè)級(jí)，上海東氟化工科技有限公司，型號(hào)為FR901)，得到混合料，加入相對(duì)于混合料重量的40%的I-甲基2-吡咯烷酮(NMP)溶劑真空攪拌均勻后，連續(xù)雙面涂布于鋁箔上并在鋁箔同側(cè)正反ニ面單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的部分，烘干去除NMP溶劑后連續(xù)輥壓，分切后制得單邊留有未涂覆正極活性材料 涂層的正極片。制備例2I)正極活性材料的制備按I. 236:0. 54:0. 13:0. 13的摩爾比將原材料LiN03、Mn (NO3) 2 6H20、Ni (NO3) 2 6H20 和 Co (CH3COO) 2 4H20 溶于無水こ醇(其中加入了過量 3% 的鋰鹽，用于抵消高溫下鋰的流失)，形成金屬鹽こ醇溶液，金屬鹽こ醇溶液中鋰鹽、鎳鹽、錳鹽和鈷鹽的總濃度為2mol/L。取IOmL金屬鹽こ醇溶液放入IOOmL的剛玉坩堝中，將剛玉坩堝放入到預(yù)先加熱至500°C的箱式爐內(nèi)，點(diǎn)燃，在空氣中劇烈反應(yīng)10分鐘，冷卻到室溫25°C，得到的初步產(chǎn)物，將初步產(chǎn)物研磨后再次放入到箱式爐中，在800°C高溫下進(jìn)行退火處理16h后隨爐冷卻到室溫25°C，得到正極活性材料。將制備的正極活性材料通過ICP-AES [Inductively Coupled PlasmaAtomicEmission Spectrometry (ICP, IRIS Intrepid II)電感稱合等離子體發(fā)射光譜]測(cè)試，根據(jù)ICP-AES測(cè)出各元素的含量，通過歸ー處理，確定其化學(xué)式為L(zhǎng)i [Lia Wna54Niai3Coai3]
O2,從X射線衍射圖中可知，表明Li2MnO3有序結(jié)構(gòu)微區(qū)的存在，即也可寫成0. 5Li2Mn03 0. 5Li Mn1/3Ni1/3Co1/302。從掃描電鏡照片可知，本實(shí)施例制備的正極活性材料Li [Li。. Wna54Niai3Coai3]O2為均勻分布的細(xì)小一次顆粒，尺寸大小為50nnTl50nm，并具有很好的結(jié)晶性。2)單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片的制備按質(zhì)量百分比含量稱取92%步驟I)制備的正極活性材料0. 5Li2Mn03 0. SLiMnl73Nil73Col73O2^0Zo導(dǎo)電劑(卡博特Cabot50導(dǎo)電碳黑)和3%粘結(jié)劑(聚偏ニ氟こ烯，エ業(yè)級(jí)，上海東氟化工科技有限公司，型號(hào)為FR901)，得到混合料，加入相對(duì)于混合料重量的40%的I-甲基2-吡咯烷酮(NMP)溶劑真空攪拌均勻后，連續(xù)雙面涂布于鋁箔上并在鋁箔同側(cè)正反ニ面單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的部分，烘干去除NMP溶劑后連續(xù)輥壓，分切后制得單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片。制備例3單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層的負(fù)極片的制備按質(zhì)量百分比含量稱取93%改性天然石墨(深圳貝特瑞電子材料有限公司，型號(hào)為CG-8)、3%導(dǎo)電劑(卡博特Cabot50導(dǎo)電碳黑)和4%水性粘結(jié)劑(羧甲基纖維素納丁苯橡膠(SBR-1500)的體積比為1:1)，得到混合料，加入相對(duì)于混合料重量的60%的去離子水真空攪拌均勻后，連續(xù)雙面涂布于銅箔上并在銅箔同側(cè)正反二面單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層的部分，烘干去離子水后連續(xù)輥壓；分切后制得單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層的負(fù)極片。實(shí)施例II)將制備例I制備的單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片(正極集流體8的總寬度c+S為92mm，其中，單邊留有未涂覆正極活性材料涂層7部分的寬度c為12mm，涂覆在正極集流體8上的正極活性材料涂層7的寬度S為80mm)、隔膜(寬度為90mm)和制備例3制備的單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層的負(fù)極片(負(fù)極集流體10的總寬度b+T為96mm,其中，單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層9部分的寬度b為12mm,涂覆在負(fù)極集流體10上的負(fù)極活性材料涂層9的寬度T為84mm) —同卷繞成圓柱形，其中正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊以及負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊分別處在卷繞軸向 的兩端；2)再將卷繞后的正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割(以中心孔為界，對(duì)半切開)并超聲波焊接形成包含兩個(gè)正極集流接觸面的正極集流體連接端2,正極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度m為9mm,寬度W為6mm,其厚度以焊接后自然形成的厚度即可，將卷繞后的負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割(以中心孔為界，對(duì)半切開)并超聲波焊接形成包含兩個(gè)負(fù)極集流接觸面的負(fù)極集流體連接端3,負(fù)極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度η為9mm,寬度V為6mm,得到圓柱形電芯I,圓柱形電芯I的外徑D為30. 2mm,圓柱形電芯I中的中心孔的直徑d為5mm。圓柱形電芯I沿卷繞的軸向的最大長(zhǎng)度(H+m+n)為108mm ；3)圓柱形電芯I為I個(gè)，將步驟I)中的圓柱形電芯I放入圓柱型鋁合金殼體(長(zhǎng)度為110mm，外徑為32臟，內(nèi)徑為30. 6mm)內(nèi)，將正極集流體連接端2與正極端蓋上的正極柱6焊接，即將兩個(gè)正極集流接觸面與正極端蓋內(nèi)側(cè)的正極柱6側(cè)面焊接，正極端蓋與正極柱6之間設(shè)有鉚接密封橡膠環(huán)5，將負(fù)極集流體連接端3與負(fù)極端蓋上的負(fù)極柱焊接，具體可參照正極集流體連接端2的連接，即將兩個(gè)負(fù)極集流接觸面與負(fù)極端蓋內(nèi)側(cè)的負(fù)極柱側(cè)面焊接，負(fù)極端蓋與負(fù)極柱之間設(shè)有鉚接密封橡膠環(huán)，再將正極端蓋和負(fù)極端蓋與圓柱型鋁合金殼體激光焊接，注入LiPF6電解液[以體積比I :1碳酸二乙酯(DEC)與碳酸乙烯酯(EC)作為溶劑，將LiPF6溶于溶劑中，制得電解液，電解液中LiPF6的濃度為lmol/L]后密封，制成設(shè)計(jì)容量為5. 5Ah的32110型圓柱型鋰離子動(dòng)力電池。本發(fā)明32110型圓柱型鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)在25±2°C環(huán)境中以O(shè). IC (O. 55A)充電到4. 3V,擱置lOmin，O. IC放電至3. OV化成后，反復(fù)循環(huán)測(cè)量本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)力電池的充放電性能與循環(huán)穩(wěn)定性的變化。實(shí)施例2I)將制備例2制備的單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片(正極集流體8的總寬度c+S為115mm，其中，單邊留有未涂覆正極活性材料涂層7部分的寬度c為15mm，涂覆在正極集流體8上的正極活性材料涂層7的寬度S為100mm)、隔膜(寬度為IlOmm)和制備例3制備的單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層的負(fù)極片(負(fù)極集流體10的總寬度b+T為119mm，其中，單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層9部分的寬度b為15mm，涂覆在負(fù)極集流體10上的負(fù)極活性材料涂層9的寬度T為104mm) —同卷繞成圓柱形，其中正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊以及負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊分別處在卷繞軸向的兩端；2)再將卷繞后的正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割(以中心孔為界，對(duì)半切開)并超聲波焊接形成包含兩個(gè)正極集流接觸面的正極集流體連接端2,正極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度m為12mm,寬度W為8mm,其厚度以焊接后自然形成的厚度即可，將卷繞后的負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割(以中心孔為界，對(duì)半切開)并超聲波焊接形成包含兩個(gè)負(fù)極集流接觸面的負(fù)極集流體連接端3,負(fù)極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度η為12mm,寬度V為8mm,得到圓柱形電芯I,圓柱形電芯I的外徑D為36mm,圓柱形電芯I中的中心孔的直徑d為6mm,圓柱形電芯I沿卷繞的軸向的最大長(zhǎng)度(H+m+n)為134_ ；3)圓柱形電芯I為I個(gè)，將步驟I)中的圓柱形電芯I放入圓柱型鋁合金殼體(長(zhǎng)度為136mm,外徑為38mm,內(nèi)徑為36. 4mm)內(nèi)，將正極集流體連接端2與正極端蓋上的正極 柱6焊接，即將兩個(gè)正極集流接觸面與正極端蓋內(nèi)側(cè)的正極柱6側(cè)面焊接，正極端蓋與正極柱6之間設(shè)有鉚接密封橡膠環(huán)5，將負(fù)極集流體連接端3與負(fù)極端蓋上的負(fù)極柱焊接，具體可參照正極集流體連接端2的連接，即將兩個(gè)負(fù)極集流接觸面與負(fù)極端蓋內(nèi)側(cè)的負(fù)極柱側(cè)面焊接，負(fù)極端蓋與負(fù)極柱之間設(shè)有鉚接密封橡膠環(huán)，再將正極端蓋和負(fù)極端蓋與圓柱型鋁合金殼體激光焊接，注入LiPF6電解液[以體積比I :1碳酸二乙酯(DEC)與碳酸乙烯酯(EC)作為溶劑，將LiPF6溶于溶劑中，制得電解液，電解液中LiPF6的濃度為lmol/L]后密封，制成設(shè)計(jì)容量為IOAh的38130型圓柱型鋰離子動(dòng)力電池。本發(fā)明38130型圓柱型鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)在25±2°C環(huán)境中以O(shè). IC (IA)充電到4. 3V，擱置10min，0. IC放電至2. 5V化成后，反復(fù)循環(huán)測(cè)量本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)力電池的充放電性能與循環(huán)穩(wěn)定性的變化。實(shí)施例3I)將制備例I制備的單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片(正極集流體8的總寬度c+S為148mm，其中，單邊留有未涂覆正極活性材料涂層7部分的寬度c為18mm，涂覆在正極集流體8上的正極活性材料涂層7的寬度S為130mm)、隔膜(寬度為140mm)和制備例3制備的單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層的負(fù)極片(負(fù)極集流體10的總寬度b+T為152mm，其中，單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層9部分的寬度b為18mm，涂覆在負(fù)極集流體10上的負(fù)極活性材料涂層9的寬度T為134mm) —同卷繞成圓柱形，其中正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊以及負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊分別處在卷繞軸向的兩端；2)再將卷繞后的正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割(以中心孔為界，對(duì)半切開)并超聲波焊接形成包含兩個(gè)正極集流接觸面的正極集流體連接端2,正極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度m為15mm,寬度W為10mm，其厚度以焊接后自然形成的厚度即可，將卷繞后的負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割(以中心孔為界，對(duì)半切開)并超聲波焊接形成包含兩個(gè)負(fù)極集流接觸面的負(fù)極集流體連接端3，負(fù)極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度η為15mm,寬度V為IOmm,得到圓柱形電芯I,圓柱形電芯I的外徑D為43. 4mm,圓柱形電芯I中的中心孔的直徑d為7mm,圓柱形電芯I沿卷繞的軸向的最大長(zhǎng)度(H+m+n)為170mm ；3)圓柱形電芯I為I個(gè)，將步驟I)中的圓柱形電芯I放入圓柱型鋁合金殼體(長(zhǎng)度為172mm,外徑為46mm,內(nèi)徑為44mm)內(nèi)，將正極集流體連接端2與正極端蓋上的正極柱6焊接，即將兩個(gè)正極集流接觸面與正極端蓋內(nèi)側(cè)的正極柱6側(cè)面焊接，正極端蓋與正極柱6之間設(shè)有鉚接密封橡膠環(huán)5，將負(fù)極集流體連接端3與負(fù)極端蓋上的負(fù)極柱焊接，具體可參照正極集流體連接端2的連接，即將兩個(gè)負(fù)極集流接觸面與負(fù)極端蓋內(nèi)側(cè)的負(fù)極柱側(cè)面焊接，負(fù)極端蓋與負(fù)極柱之間設(shè)有鉚接密封橡膠環(huán)，再將正極端蓋和負(fù)極端蓋與圓柱型鋁合金殼體激光焊接，注入LiPF6電解液[以體積比I :1碳酸二乙酯(DEC)與碳酸乙烯酯(EC)作為溶劑，將LiPF6溶于溶劑中，制得電解液，電解液中LiPF6的濃度為lmol/L]后密封，制成設(shè)計(jì)容量為20Ah的46160型圓柱型鋰離子動(dòng)力電池。
本發(fā)明46160型圓柱型鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)在25±2°C環(huán)境中以O(shè). IC (2A)充電到3. 65V，擱置10min，0. IC放電至2. 5V化成后，反復(fù)循環(huán)測(cè)量本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)力電池的充放電性能與循環(huán)穩(wěn)定性的變化。實(shí)施例4I)將制備例I制備的單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片(正極集流體8的總寬度c+S為262mm，其中，單邊留有未涂覆正極活性材料涂層7部分的寬度c為22mm，涂覆在正極集流體8上的正極活性材料涂層7的寬度S為240mm)、多孔聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)多層復(fù)合隔膜(寬度為254mm)和制備例3制備的單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層的負(fù)極片(負(fù)極集流體10的總寬度b+T為268mm，其中，單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層9部分的寬度b為22mm，涂覆在負(fù)極集流體10上的負(fù)極活性材料涂層9的寬度T為246mm)—同卷繞成圓柱形，其中正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊以及負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊分別處在卷繞軸向的兩端；2)再將卷繞后的正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割(以中心孔為界，對(duì)半切開)并超聲波焊接形成包含兩個(gè)正極集流接觸面的正極集流體連接端2,正極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度m為18mm,寬度W為15_，其厚度以焊接后自然形成的厚度即可，將卷繞后的負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割(以中心孔為界，對(duì)半切開)并超聲波焊接形成包含兩個(gè)負(fù)極集流接觸面的負(fù)極集流體連接端3，負(fù)極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度η為18mm,寬度V為15mm,得到圓柱形電芯I,圓柱形電芯I的外徑D為56. 8mm,圓柱形電芯I中的中心孔的直徑d為8mm,圓柱形電芯I沿卷繞的軸向的最大長(zhǎng)度(H+m+n)為290mm ；3)圓柱形電芯I為I個(gè)，將步驟I)中的圓柱形電芯I放入圓柱型鋁合金殼體(長(zhǎng)度為294mm，外徑為60mm，內(nèi)徑為57. 6mm)內(nèi)，將正極集流體連接端2與正極端蓋上的正極柱6焊接，即將兩個(gè)正極集流接觸面與正極端蓋內(nèi)側(cè)的正極柱6側(cè)面焊接，正極端蓋與正極柱6之間設(shè)有鉚接密封橡膠環(huán)5，將負(fù)極集流體連接端3與負(fù)極端蓋上的負(fù)極柱焊接，具體可參照正極集流體連接端2的連接，即將兩個(gè)負(fù)極集流接觸面與負(fù)極端蓋內(nèi)側(cè)的負(fù)極柱側(cè)面焊接，負(fù)極端蓋與負(fù)極柱之間設(shè)有鉚接密封橡膠環(huán)，再將正極端蓋和負(fù)極端蓋與圓柱型鋁合金殼體激光焊接，注入LiPF6電解液[以體積比I :1碳酸二乙酯(DEC)與碳酸乙烯酯(EC)作為溶劑，將LiPF6溶于溶劑中，制得電解液，電解液中LiPF6的濃度為lmol/L]后密封，制成設(shè)計(jì)容量為60Ah的60280型圓柱型鋰離子動(dòng)力電池。本發(fā)明60280型圓柱型鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)在25±2°C環(huán)境中以O(shè). IC (6A)充電到3. 65V，擱置10min，0. IC放電至3. OV化成后，反復(fù)循環(huán)測(cè)量本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)力電池的充放電性能與循環(huán)穩(wěn)定性的變化。對(duì)實(shí)施例f 4制備的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池性能測(cè)試結(jié)果總結(jié)如下I、比功率高，高倍率放電性能優(yōu)異。本發(fā)明實(shí)施例I、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4制備的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池的質(zhì)量比功率密度分別為彡3000W/Kg、彡2000W/Kg、彡2000W/Kg和> 1100W/Kg，可分別在30C、20C、15C和8C下連續(xù)穩(wěn)定放電。2、能量密度高，循環(huán)壽命好。本發(fā)明實(shí)施例I、實(shí)施例2、實(shí)施例3以及實(shí)施例4制備的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池的質(zhì)量比能量密度分別為104Wh/Kg、107Wh/Kg和136Wh/Kg和·139Wh/Kg。實(shí)施例I、實(shí)施例2制備的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池在IC條件下循環(huán)充放電(充電到4. 3V，擱置lOmin，放電至3. 0V)的循環(huán)壽命達(dá)到1500次以上(容量保持初始容量的80%)。實(shí)施例3和實(shí)施例4制備的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池在IC條件下循環(huán)充放電(充電到3. 65V，擱置lOmin，放電至2. 5V)循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上(容量保持初始容量的80%)。表I為實(shí)施例I、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4鋰離子電池在IC充放電循環(huán)條件(100%充放電程度D0D)下的容量保持率。表I
循環(huán)次數(shù) ~Ioo ~300~~500~~ 000~~1500 ~2000~
實(shí)施例 I 98.9% 96.4% 93. 7% 89.2% 85. 5%
實(shí)施例 2 99.0% 97. 3% 94. 5% 90. 1% 86.6%
實(shí)施例 3 99.4% 98. 1% 95.8% 91.9% 88.9% 85. 3%
實(shí)施例 4 99.2% 97.8% 95. 5% 91.8% 88.4% 84. 7%3、安全性好、可靠性高。本發(fā)明實(shí)施例I和實(shí)施例2制備的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)過充電電壓到5V，實(shí)施例3和實(shí)施例4制備的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)過充電電壓到10V試驗(yàn)，無爆炸、漏液和起火現(xiàn)象；本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)過針刺和擠壓無爆炸和起火現(xiàn)象；本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)力電池經(jīng)過70°C加熱和130°C熱沖擊試驗(yàn)無爆炸、漏液和起火現(xiàn)象。實(shí)施例I、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4經(jīng)過7G加速度和高低頻振動(dòng)試驗(yàn)，無短路和低電壓現(xiàn)象。本發(fā)明圓柱型鋰離子動(dòng)力電池高倍率放電性能優(yōu)異，循環(huán)性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，可應(yīng)用于電動(dòng)汽車等交通工具領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種圓柱型鋰離子動(dòng)力電池，包括帶有正極柱和負(fù)極柱的圓柱形外殼以及置于所述圓柱形外殼內(nèi)的圓柱形電芯,所述圓柱形電芯由正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞成圓柱形而成，所述正極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體上的正極活性材料涂層，所述負(fù)極片包括負(fù)極集流體和涂覆在負(fù)極集流體上的負(fù)極活性材料涂層，其特征在于，所述正極集流體從卷繞形成的圓柱形電芯軸向的一端伸出并分割焊接形成正極集流體連接端，所述負(fù)極集流體從卷繞形成的圓柱形電芯軸向的另一端伸出并分割焊接形成負(fù)極集流體連接端，所述正極集流體連接端與所述正極柱相連，所述負(fù)極集流體連接端與所述負(fù)極柱相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述正極集流體連接端包括沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并焊接形成的兩個(gè)正極集流接觸面，所述負(fù)極集流體連接端包括沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并焊接形成的兩個(gè)負(fù)極集流接觸面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述正極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度為9"!8mm,寬度為6"!5mm ； 所述負(fù)極集流接觸面沿圓柱形電芯卷繞的軸向的長(zhǎng)度為9"!8mm,寬度為6"!5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述圓柱形電芯沿卷繞的軸向的最大長(zhǎng)度為10(T300mm,所述圓柱形電芯的外徑為25 70_。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述正極集流體為鋁箔，所述負(fù)極集流體為銅箔。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述正極集流體連接端與所述正極柱焊接，所述負(fù)極集流體連接端與所述負(fù)極柱焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述圓柱形外殼包括圓柱型鋁合金殼體以及設(shè)置在所述圓柱型鋁合金殼體兩端的帶有正極柱的正極端蓋和帶有負(fù)極柱的負(fù)極端蓋，所述圓柱型鋁合金殼體的內(nèi)徑為3(T60mm，所述圓柱型鋁合金殼體的殼體厚度為r3mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求f7任一項(xiàng)所述的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池的制備方法，包括加工圓柱形電芯以及對(duì)該圓柱形電芯封裝，其特征在于，所述加工圓柱形電芯的步驟如下 1)將單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片、隔膜和單邊留有未涂覆負(fù)極活性材料涂層的負(fù)極片一同卷繞成圓柱形，其中正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊以及負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊分別處在卷繞軸向的兩端； 2)將卷繞后的正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊經(jīng)分割、超聲波焊接形成正極集流體連接端，將卷繞后的負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊經(jīng)分割、超聲波焊接形成負(fù)極集流體連接端，得到圓柱形電芯。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池的制備方法，其特征在于，步驟I)中，單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片的制備包括 a)正極活性材料的制備將鋰鹽、鎳鹽、錳鹽和鈷鹽溶于乙醇，形成金屬鹽乙醇溶液，將金屬鹽乙醇溶液在空氣或氧氣氣氛下400°C飛00°C點(diǎn)燃，點(diǎn)燃后反應(yīng)5min 15min，之后冷卻，再在700 V、00 °C退火后得到正極活性材料aLi2Mn03 (I-a) LiMO2，其中，.0. 4 ≤ a≤ 0. 6，M=MnxNiyCoz, 1/3 ≤ x ≤ 0. 4，1/3 ≤ y ≤ 0. 4，且 4x+2y+3z=3 ； b)按質(zhì)量百分比含量稱取909^92%步驟a)中的正極活性材料aLi2Mn03 (1-a) LiMO2,.4%~6％導(dǎo)電劑和3~5%粘結(jié)劑，得到混合料，加入I-甲基2-吡咯烷酮溶劑真空攪拌均勻后，連續(xù)雙面涂布于正極集流體上并在正極集流體同側(cè)正反二面單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的部分，烘干去除I-甲基2-吡咯烷酮溶劑后連續(xù)輥壓，分切后制得單邊留有未涂覆正極活性材料涂層的正極片。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池的制備方法，其特征在于，步驟I)中，將卷繞后的正極片上未涂覆正極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并超聲波焊接形成包含兩個(gè)正極集流接觸面的正極集流體連接端，將卷繞后的負(fù)極片上未涂覆負(fù)極活性材料涂層的單邊經(jīng)沿圓柱形電芯卷繞的軸向分割并超聲波焊接形成包含兩個(gè)負(fù)極集流接觸面的負(fù)極集流體連接端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圓柱型鋰離子動(dòng)力電池，包括帶有正極柱和負(fù)極柱的圓柱形外殼以及圓柱形電芯，圓柱形電芯由正極片、隔膜和負(fù)極片卷繞成圓柱形而成，正極集流體從卷繞形成的圓柱形電芯軸向的一端伸出并分割焊接形成正極集流體連接端，負(fù)極集流體從卷繞形成的圓柱形電芯軸向的另一端伸出并分割焊接形成負(fù)極集流體連接端，正極集流體連接端與正極柱相連，負(fù)極集流體連接端與所述負(fù)極柱相連，通過改進(jìn)圓柱形電芯的結(jié)構(gòu)，以提高圓柱型鋰離子動(dòng)力電池的高倍率充放電性能和循環(huán)性能。本發(fā)明還公開了一種圓柱型鋰離子動(dòng)力電池的制備方法，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，其工藝易于工業(yè)化高效率生產(chǎn)，制備的圓柱型鋰離子動(dòng)力電池具有較優(yōu)異性能。
文檔編號(hào)H01M10/058GK102800870SQ201210312648
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者孫建平, 倪九江, 周曉政, 王秀麗, 繆東棟, 宋晨路, 涂江平 申請(qǐng)人:浙江谷神能源科技股份有限公司