[发明专利]一种支持超低温快速充电高倍率高安全长寿命21700圆柱电容电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种支持超低温快速充电高倍率高安全长寿命21700圆柱电容电池及其制备方法，其中，一种支持超低温快速充电高倍率高安全长寿命21700圆柱电容电池，包括正极片、负极片、电解液、隔膜、壳体和盖帽，所述壳体的底部和顶部分别安装有第一绝缘垫片和第二绝缘垫片，所述正极片上设置有正极耳，所述负极片上设置有负极耳，所述正极片、负极片设置在壳体内，所述正极片包含正极浆料及集流体，所述正极浆料由正极材料粉体和分散剂组成。本发明采用阶梯电流真空化成小电流阶梯化成的方法，能够使极片表面的副反应充分发生，使极片表面形成的SEI膜更致密、稳定，从而提高电容电池的比能量和使用寿命。

技术领域

本发明涉及锂电池及电容器技术领域，尤其涉及一种支持超低温快速充电高倍率高安全长寿命21700圆柱电容电池及其制备方法。

背景技术

随着环保意识不断加强，新能源产业备受关注，智能手机、平板电脑、可穿戴式智能设备、移动电源、新能源汽车、电动自行车、电动工具及储能电站的应用和普及将给锂离子电池产业带来前所未有的发展机遇，但是宽工作温度范围、高比能、高安全、长寿命的电池技术需要继续突破。

在开发宽工作温度范围、高比能、高安全、长寿命同时还要保证电池性能的过程中，宽工作温度范围、高比能、高安全、长寿命电池越来越受到关注，传统锂电池采用NCM材料体系，低温环境适应性、高温环境安全性、循环寿命等已经达到极限。

为了提升电池宽工作温度范围、高比能、高安全、长寿命，提高电池空间有效利用率，增加车辆续航里程，基于现有18650型圆柱电容电池的优势将尺寸升级为21700型圆柱电容电池，在电极材料相同的条件下，21700型圆柱电池相比常见的18650圆柱锂电池，其理论容量可以提高50％以上。

在军事装备方面我国一直都有关于锂电池应用的研究，但是在军用电池研究领域与国外相比存在差距。

目前，绝大部分锂离子电池在0℃以下环境无法大电流快速充电，甚至无法常规速率充电。此技术难题致使武器装备在低温环境性能受限，导致装备作战能力得不到有效保障；特殊作战区域无法满足环境温度＞0℃，直接导致无后续电力保障等问题，易造成装备能力失效。

科技战争中离不开数字化军事设备，数字化装备领域面向轻量化、便携化、隐蔽性发展，绝大部分已经取消可再生能源供电基本都采用二次化学电池供电，这就关联到充电的问题。尤其是一些对电能质量要求较高的数字化设备，在电能供给不及时、不稳定状态下，数字化设备会出现工作不稳定，性能降低等问题，严重的则可能造成重大战略失误损失。若采用将硅发电与数字化装备相结合的方法，则可以在一定程度上解决这个问题。但其中需要考虑的问题包括：如何评估满足数字化装备所需要的硅发电池最小功率？硅发充电过程中产生的谐波是否会对高精密数字化装备特别是通讯设备造成影响？等等这一些列问题均难以解决。

虽然除了高科技军事领域，现在许多部队都已经开始使用电池储能，但与高科技领域所不同的是，部队对于电池的要求并不像航空航天等领域那么高。目前，由于成本或者实际需求等方面的问题，许多部队使用的储能电池仍然是铅酸电池，铅酸电池所含化学成本对当地的环境和生态产生影响，而且还有可能对驻防官兵的身心造成伤害。而锂离子电池无毒且具有高能量比、高功率比等特点，将能够为现代信息化、数字化战争中的，各类装备提供持久稳定的电力供应。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种支持超低温快速充电高倍率高安全长寿命21700圆柱电容电池及其制备方法。