(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111525810.5 (22)申请日 2021.12.14 (71)申请人 国网内蒙古东部电力有限公司电力 科学研究院 地址 010020 内蒙古自治区呼和浩特市赛 罕区金桥 开发区昭乌达路鸿博大厦 申请人 中国电力科 学研究院有限公司 　 国家电网有限公司 (72)发明人 王远东　刘海波　曹志刚　孙召琴　 姜楠　于冉　黎可　穆居易　胡晨　 杨岑玉　杜杲娴　曾玥霖　金翼　 (74)专利代理 机构 北京中巡通大知识产权代理 有限公司 1 1703 代理人 李宏德(51)Int.Cl. H01M 10/058(2010.01) H01M 4/13(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种用于超低温环境下锂离子电池本体及 其制备方法 (57)摘要 本发明一种用 于超低温环境下锂离子电池 本体及其制备方法， 该制备方法包括： 将无机隔 膜粉末、 隔膜粘合剂以及分散剂溶液按照预设的 固体物质质量比配制混合液， 经超声分散和搅拌 后， 得到无机陶瓷涂覆悬浊液； 将无机陶瓷涂覆 悬浊液以预设厚度涂敷于成卷的电池正极或负 极极片表面， 得到电极支撑型的无机隔膜， 然后 烘干后收卷， 裁片， 得到电极支撑型无机隔膜复 合电极片； 将电极支撑型无机隔膜复合电极片与 对应的正极片或负极片进行平行装配， 得到电 芯； 将电芯进行包扎固定、 封装、 灌注电解液和化 成制成电池。 本发明制备的用于超低温环境下锂 离子电池本体， 具备较好的超低温性能， 可在低 于‑30℃的超低温下保持较好的电化学性能， 能 够显著降低电池的极化。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 114221039 A 2022.03.22 CN 114221039 A 1.一种用于超低温环境下锂离 子电池本体的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 将无机隔膜粉末、 隔膜粘合剂以及分散剂溶液按照预设的固体物质质量比配制混合 液， 经超声分散和搅拌后， 得到无机陶瓷涂覆悬 浊液； 将无机陶瓷涂覆悬浊液以预设厚度涂敷于成卷的电池正极或负极极片表面， 得到电极 支撑型的无机隔膜， 然后烘干后收卷， 裁片， 得到电极支撑型 无机隔膜复合电极片； 将电极支撑型无机隔膜复合电极片与对应的正极片或负极片进行平行装配， 得到电 芯； 将电芯进行包扎固定、 封装、 灌注电解液和化成制成电池。 2.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 按质量百分比， 无机隔膜粉末： 隔膜粘 合剂： 分散剂溶 液为： 90‑95％： 5‑8％： 0‑2％。 3.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 无机隔膜粉末为α ‑Al2O3、 SiO2、 CaCO3、 ZrO2或TiO2陶瓷粉， 且陶瓷粉的粒径为5 0nm‑20 μm。 4.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 隔膜粘合剂为采用有机聚合物溶于水 配置成的胶溶液， 其中， 有机聚合物为聚乙烯醇、 聚乙烯、 聚丙烯 酸、 聚偏氟乙烯、 聚酰亚胺、 聚环氧乙烷或聚丙烯腈， 胶溶 液的质量浓度为1％ ‑30％。 5.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 分散剂溶液为采用亲水性分散剂溶于 水中， 并充分搅拌得到的水溶液， 亲水性分散剂为羧甲基纤维素钠、 十二烷基硫酸钠、 木质 素磺酸盐、 十六烷基三甲基溴化铵或二癸基二甲基氯化铵， 水溶液的质量浓度为0.1％ ‑ 3％。 6.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 无机陶瓷涂覆悬浊液的固含量为40 ‑ 70％。 7.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 无机陶瓷涂覆悬浊液的涂覆厚度为 10‑100 μm。 8.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 正极片和负极片为水性体系或者有机 体系。 9.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于， 电解液为常温电解液或低温电解液。 10.一种用于超低温环境下锂离子电池本体， 其特征在于， 其特征在于， 由权利要求1至 9中任一项所述的制备 方法制备而成。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114221039 A 2一种用于超 低温环境下锂离 子电池本体及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于锂离子电池技术领域， 具体涉及一种用于超低温环境下锂离子电池本 体及其制备 方法。 背景技术 [0002]锂离子电池由于高能量密度、 高功率密度、 循环寿命长等， 近年来在便携式电子产 品、 新能源汽车以及 储能领域得到广泛的应用和关注。 如今在新兴应用迅速发展的推动下， 低温生存和工作的能量储存需求正在激增， 如在高纬度地区的冬季， 电动车可能会停在 ‑30 ℃； 用于山区电信基站和高空无人机的锂电池需要在 ‑50℃的低温下工作等。 但是在低温条 件下， 电解质电导率下降， 锂离子在电极材料内部的扩散速率减缓， 电极/电解质界面电荷 移动速率降低， 电池极化骤增， 导致电池容量迅速骤降、 寿命衰减以及负极析锂等问题， 严 重限制了其在超低温环境及特种领域的应用。 [0003]为了扩大锂离子电池的使用范围， 研究人员付出了巨大的努力。 目前最常规的方 法是， 对电池进行外部加热和绝缘以及对电池进行自我加热， 尽管热管理系统在一定程度 上可以帮助电池在短期运行中保持相对有利和稳定的温度， 但在这种极低的温度下长期储 存将对电流造成不可逆转的机械损伤锂离子电池， 并且这些策略也降低了锂离子电池的能 量和功率密度。 目前商用锂离子电池低温工作温度范围仅为 ‑20℃， 仍然 无法满足超低温恶 劣的环境条件 下的工作需求。 因此， 无论 从军用、 航空、 还 是节能环保等角度来看， 低温锂离 子电池本体 体系的研究都意 义重大。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供一种用于超低温环境下锂离子电池本体及其制备方法， 其 能够大幅提升低温下锂离子在电极/电解质界面的移动速率， 尤其是在 超低温‑30℃以下的 条件下， 能够显著降低电池的极化， 提升电池的低 温容量、 倍率等电化学性能， 同时无机隔 膜机械强度高， 能够阻止锂枝晶穿透隔膜， 降低因电池短路而带来的安全隐患。 [0005]为了实现上述发明目的， 本发明采用如下技 术方案： [0006]一种用于超低温环境下锂离 子电池本体的制备 方法， 包括以下步骤： [0007]将无机隔膜粉末、 隔膜粘合剂以及分散剂溶液按照预设的固体物质质量比配制混 合液， 经超声分散和搅拌后， 得到无机陶瓷涂覆悬 浊液； [0008]将无机陶瓷涂覆悬浊液以预设厚度涂敷于成卷的电池正极或负极极片表面， 得到 电极支撑型的无机隔膜， 然后烘干后收卷， 裁片， 得到电极支撑型 无机隔膜复合电极片； [0009]将电极支撑型无机隔膜复合电极片与 对应的正极片或负极片进行平行装配， 得到 电芯； [0010]将电芯进行包扎固定、 封装、 灌注电解液和化成制成电池。 [0011]进一步的， 按质量百分比， 无机隔膜粉末： 隔膜粘合剂： 分散剂溶液为： 90 ‑95％： 5‑ 8％： 0‑2％。说　明　书 1/5 页 3 CN 114221039 A 3