[发明专利]圆筒形锂离子蓄电池及其制造工艺

说明书

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体公开了一种圆筒形锂离子蓄电池及其制造工艺。本申请的圆筒形锂离子蓄电池的制造工艺，包括如下步骤：将第一溶剂与第一基体混合均匀得到内层纺丝液；将第二溶剂与第二基体混合均匀得到中层纺丝液；将第三溶剂与第三基体混合均匀得到外层纺丝液；利用得到的内层纺丝液、中层纺丝液、外层纺丝液进行三通道同轴静电纺丝，得到复合纤维；将复合纤维在惰性气氛保护下，在700‑900℃保温8‑10h，得到复合负极材料；以复合负极材料为负极活性物质制备圆筒形锂离子蓄电池。本申请制得的圆筒形锂离子蓄电池充放电性能优良，具有非常好的大倍率放电能力。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，更具体地说，它涉及一种圆筒形锂离子蓄电池及其制造工艺。

背景技术

锂离子蓄电池应用广泛，在电动车辆、电子产品、电动工具等众多领域都成为了主要的储能器件。对于电动车辆和电动工具领域，锂离子蓄电池的大电流充放电性能要求非常高，具有良好倍率性能的锂离子蓄电池能够大大缩短充电时间，提高电动车辆和电动工具使用时的流畅性。而大电流放电能力则可以满足电动车辆、电动工具使用过程中出现的大功率使用场景，如电动车加速等。而对于电动工具来说，进行作业时，工具的瞬时功率变化较大，经常出现非常高的瞬时功率需求，这就对锂离子蓄电池的大倍率放电性能提出了非常高的要求。

要提高锂离子蓄电池的倍率性能，就需要从电极材料方面进行改进。而电解液、隔膜等材料对电池的倍率性能影响不大，因此，大多从正极材料、负极材料方面进行改进。正极材料一般采用磷酸铁锂、磷酸锰锂、三元材料等，近年来，针对NCM三元材料和NCA三元材料都开发出了多种不同型号的材料，如NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等，这些材料的容量高、倍率性能优良。由于锂电池负极材料通常采用石墨、中间相炭微球、热解碳等碳材料，导电率较高，也正因为如此，负极材料对倍率性能的影响容易被忽视。事实上，负极材料在锂电池循环过程中，结构也非常容易发生变化，特别是石墨化程度不高的碳材料，在大倍率循环时，容量衰减更快，大大降低了锂离子蓄电池的使用寿命。

申请公布号为CN105355872A的中国发明专利申请公开了一种碳基锂离子电极材料的制备方法，具体步骤如下：1)将聚丙烯腈、过渡金属硝酸盐按1：1的质量比分别称量；2)将步骤1所称量好的聚丙烯腈、过渡金属硝酸盐投入二甲基甲酰胺溶剂中，并使之混合均匀，从而制得前驱体溶液；3)利用静电纺丝仪对步骤2所制得的前驱体溶液进行电纺，从而制得原丝纤维；4)将步骤3制得的原丝纤维置于275-285℃的环境中预氧化稳定，使得原丝纤维中的过渡金属硝酸盐转变为过渡金属氧化物；5)将步骤4制得的原丝纤维置于600-800℃的环境中，并在惰性气体的保护气氛下对原丝纤维进行碳化处理，使得原丝纤维中所含的过渡金属成份被碳还原为过渡金属单质，即可制得碳基锂离子电极材料。

针对上述相关技术，发明人认为该方法制得的碳基锂离子电极材料的倍率性能仍然较差，制得的锂离子电池的大倍率循环性能有待提高。

发明内容

为了提高锂离子蓄电池的大倍率循环性能，本申请提供一种圆筒形锂离子蓄电池及其制造工艺。

第一方面，本申请提供一种圆筒形锂离子蓄电池的制造工艺，采用如下的技术方案：一种圆筒形锂离子蓄电池的制造工艺，包括如下步骤：

1)将第一溶剂与第一基体混合均匀得到内层纺丝液；第一溶剂为四氢呋喃、氯仿、甲苯中的至少一种；第一基体为聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、2-甲基-2-丙烯酸丁酯单聚物中的至少一种；

将第二溶剂与第二基体混合均匀得到中层纺丝液；第二溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜、亚硫酸二甲酯中的至少一种；第二基体为聚丙烯腈、聚苯胺中的至少一种；

将第三溶剂与第三基体混合均匀得到外层纺丝液；第三溶剂为三甲基苯基氢氧化铵、N-甲基吗啉-N-氧化物中的至少一种；第三基体为棉浆粕、竹浆粕中的任意一种；