[发明专利]一种高能量密度三元电池及其制备方法

说明书

本发明涉及锂离子动力电池技术领域，特别是一种高能量密度三元电池及其制备方法。所述三元电池包括三元正极片、负极、陶瓷隔膜、电解液及电池壳体，所述正极片由涂炭铝箔涂覆三元浆料构成，其中正极浆料由两种粒度正极活性材料、复合导电剂、复合粘结剂混合而成，负极片由铜箔涂覆两种不同粒度负极浆料构成。采用上述方法和结构后，本发明以解决高能量密度电池可制造性差、循环性能较低等问题，因此简化工艺、提高生产效率和提高产品质量、降低成本。

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池技术领域，特别是一种高能量密度三元电池及其制备方法。

背景技术

我国是世界上最大新能源汽车制造基地，中国的新能源汽车市场对动力电池的需求巨大，特别是乘用车市场，以前动力汽车主要配套使用低能量密度磷酸铁锂、三元电池，2016年12月30日新能源汽车补贴政策正式落地，首次提出以电池能量密度为一项参考指标进行补贴，纯电动乘用车动力电池系统的质量能量密度不低于90Wh/kg，对高于120Wh/kg的按1.1倍给予补贴，因此在保证能量密度的同时保证性能提升是现在所有动力电池企业需要着重考虑的问题，高能量密度电池也成为电池企业研究的第一方向。

由于空间的局限及高性能要求，一味的追求能量密度会导致生产工艺无法实现批量生产，电池极片制造过程中会出现大量报废，如高压正极片的脆断、高面密度的稳定性、高空间利用率的绝缘性等，使得电池在试生产过程中出现大量的不合格，成本较低能量密度电池提高了几倍多；另外高能量导致电池循环性能降低，主要表现在活性材料的高反弹失效、活性材料的保液性降低等，导致循环后期电池极化阻抗逐步增大，因此提高材料的高堆积性、高压实，保证较高的空间利用率既可以保证生产过程稳定，又能保证电池循环性能的提高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种高能量密度、循环性能高的三元电池及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种高能量密度三元电池，包括三元正极片、负极、陶瓷隔膜、电解液及电池壳体，所述正极片由涂炭铝箔涂覆三元正极浆料构成，其中三元正极浆料由两种粒度正极活性材料、复合导电剂、复合粘结剂混合而成，负极片由铜箔涂覆两种不同粒度负极浆料构成。

进一步的，所述三元正极浆料由复合镍锰钴酸锂三元材料质量占比97％-98.5％、复合导电剂质量占比0.5％-1％、粘结剂质量占比1％-2.5％组成。

更进一步的，所述复合导电剂为Super P、科琴黑、碳纳米管中的两种以上。

进一步的，所述涂炭铝箔需要涂覆1-2um的碳层，所述正极片涂覆三元正极浆料是由两种不同D50的三元材料混合，D50分别为9-12um质量占比80％-95％、4-6um质量占比5％-15％。

进一步的，所述正极片采用的复合粘结剂为两种不同分子量的粘结剂，第一粘结剂用量与第二粘结剂比例为1:0.5-1.5。

进一步的，所述负极浆料是由两种不同D50的三元材料混合，D50分别为11-15um质量占比80％-95％、7-9um质量占比5％-15％。

进一步的，所述负极浆料组成为人造石墨质量占比96％-98.5％、复合导电剂质量占比0.5％-2％、粘结剂质量占比1％-2％。

更进一步的，所述复合导电剂为Super P、科琴黑、碳纳米管中的两种以上。

本发明还包括一种高能量密度三元电池制备方法，包括以下步骤：

(1)、将两种粒度正极活性材料NMC和复合导电剂置于含有复合粘结剂的NMP溶剂中，通过搅拌混匀形成正极浆料；

(2)、同时将复合石墨粉和复合导电剂置于含水性粘结剂的水溶剂中，通过搅拌混匀形成负极浆料；

(3)、将正极浆料涂覆于涂炭铝箔上，负极浆料涂覆于铜箔上，分别在高温下烘干，形成极片；