一種長循環高安全性方形三元聚合物鋰離子動力電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及裡離子動力電池,特別設及一種長循環高安全性方形=元聚合物裡離 子動力電池。
【背景技術】
[0002] 隨著人們對于環境保護意識的加強,汽車尾氣所帶來的環境污染和全球氣候變暖 現象已經引起了廣泛的關注,為了根治汽車尾氣對環境污染和全球氣候變暖現象W及緩解 石油資源日益減少帶來的能源危機,節能環保的電動汽車的研究、開發和產業化成為全世 界關注的問題。然而,制約電動汽車發展的最大瓶頸就是動力電池的安全性和壽命。裡離 子電池W其高能量、高功率、長壽命、安全性好、自放電小、對環境友好等優點被人們公認為 電動車的動力電源。因而提高裡離子動力電池的重量比能量、體積比功率、安全性W及使用 壽命,成為裡離子動力電池在電動汽車上應用更為廣泛的先決條件。
[0003] 現有動力型聚合物裡離子電池采用電池一側出極耳的結構,容易造成W下不良影 響: 1. 電池充放電時,極耳端電流密度過大,電池集流體產生的熱量分布不均,熱量不易 散失,從而造成電池隔膜的收縮W及內部其他材料的損傷,進而影響電池的性能; 2. 電池的循環性能和高倍率性能不夠好; 3. 電池存放、運輸和組裝時容易引起短路,存在安全隱患。
【發明內容】
[0004] 本發明公開了一種長循環高安全性方形=元聚合物裡離子動力電池及其制造方 法,在于克服裡離子電池應用于電動汽車上的使用壽命短、倍率性能差W及安全性差等缺 點。 陽〇化]為克服上述缺點,本發明采用W下技術方案: 一種長循環高安全性方形=元聚合物裡離子動力電池,其特征在于,正極漿料的組分 W及重量百分比(Wt%)為:95%的儀鉆儘酸裡,1. 0%的導電劑導電碳黑,1. 0%的導電劑導電 石墨,3. 0%的粘結劑聚偏氣氯乙締;正極集流體采用16 y m厚的侶錐。
[0006] 一種長循環高安全性方形=元聚合物裡離子動力電池,其特征在于,所述的負極 漿料的組分W及重量百分比為:95%的人造石墨,1. 0%的導電劑導電碳黑,1. 5%的增稠劑簇 甲基纖維素鋼,2. 5%的粘結劑下苯橡膠;負極集流體采用10 y m厚的銅錐。
[0007] 一種長循環高安全性方形=元聚合物裡離子動力電池,其特征在于,由如下步驟 制備: (1) 將聚偏氣氯乙締加入N-甲基化咯燒酬中,通循環水冷卻下真空攬拌4小時,隨后加 入導電碳黑和導電石墨,攬拌3小時,然后加入儀鉆儘酸裡,加完料后攬拌4小時,得到的漿 料過150目篩1次; (2) 將簇甲基纖維素鋼加入一定量的去離子水中,通循環水冷卻下真空攬拌4小時,隨 后加入導電碳黑,攬拌I小時,然后加入人造石墨攬拌4小時,最后加入下苯橡膠攬拌2小 時,得到的漿料過150目篩1次; (3) 正極使用錐材厚度為16ym的侶錐進行正極涂布,負極使用錐材厚度為10ym的銅 錐進行負極涂布; (4) 將涂布完的正負極卷料放入烘箱105度真空烘烤12小時,W除去水分; (5 )漉壓正負極片,將漉壓好的極片進行模切,根據電池設計要求選擇刀模模切出規定 的尺寸; (6) 根據電池設計要求將依次排列的隔膜、負極、隔膜、正極進行疊片式連接成電忍結 構,所述的隔膜采用厚度為20 ym的隔膜; (7) 根據電池設計要求將正負極極耳通過超聲焊焊接固定在正負極極片預留集流體 上,極耳上留有纖維密封膠; (8) 將焊完極耳的疊合電忍放入沖好的侶塑膜殼體中,將侶塑膜的頂側和未留氣袋的 一側封住; (9) 將電忍放入烤箱中,真空80度烘烤48小時,電忍在環境濕度小于-50%RH中注入裡 離子電解液,然后真空封裝電池帶氣袋的側邊; (10) 將注液后的電池忍高溫靜置48小時; (11) 電池化成:采用高溫加壓化成,化成工藝為0. 02C充電0. 5小時,0. 05C充電4小 時,0.2C充電4小時,其中化成溫度為45度;化成壓力為1000公斤; (12) 將化成后的電池常溫擱置36小時,然后對擱置后的電池進行二次封裝、裁邊、整 形; (13) 電池分容:分容工藝為0. 5C恒流充電至4. 2V,再在4. 2V下恒流充電,截止電流為 0. 02C,然后0. 5C恒流放電至2. 75V。
[0008] 所述的正極壓實密度為3. 5g/cm3,所述的負極壓實密度為1. 5g/cm3。
[0009] 步驟(6)所述的隔膜、負極、隔膜、正極進行疊片,正極、負極異向出極耳。
[0010] 本發明將常規的電池一側出極耳結構改進成電池兩側異向出極耳,通過極耳位置 的設計,提高了電池的容量保持率和散熱性能,使得電池放電時溫度變化不明顯,大大減小 了電池短路W及微短路現象的發生,大大提高了電池的安全性能,并且該發明也為后續電 池的串并聯提供了方便,大大提高了電池PACK生產效率。
【附圖說明】
[0011] 圖1為模切出的電池正極片圖; 圖2為模切出的電池負極片圖; 圖3為疊片后焊接帶密封膠極耳的電忍結構示意圖; 圖4為制作好的電池平面示意圖; 圖5為實施例與對比例制作出的聚合物裡離子動力電池的循環曲線圖。
【具體實施方式】 實施例
[0012] 一種長循環高安全性方形=元聚合物裡離子動力電池,包括正極、負極、20 y m厚 的隔膜、裡離子電解液、侶塑膜殼體,其中正極由正極活性物質、粘結劑、導電劑和正極集流 體組成,正極漿料配比為:正極活性物質采用95wt%的儀鉆儘酸裡材料;粘結劑采用3. Owt% 的聚偏氣氯乙締;導電劑采用l.Owt%的導電碳黑和l.Owt%的導電石墨;正極集流體采 用16ym厚的侶錐;負極由負極材料、導電劑、增稠劑、粘結劑和負極集流體組成,負極漿 料配比為:負極材料采用95wt%的人造石墨;導電劑采用1. Owt%的導電碳黑;增稠劑采用 1. 5wt%的簇甲基纖維素鋼;粘結劑采用2. 5wt%的下苯橡膠;負極集流體采用10 ym厚的銅 錐。
[0013] 長循環高安全性方形=元聚合物裡離子動力電池制作步驟如下: (1) 將3Kg的聚偏氣氯乙締加入42Kg的N-甲基化咯燒酬中,通循環水冷卻下真空攬拌 4小時,隨后加入化g的導電碳黑和化g的導電石墨,攬拌3小時,然后加入95Kg的儀鉆儘 酸裡,加完料后攬拌4小時,得到的漿料過150目篩1次; (2) 將1. 5Kg的簇甲基纖維素鋼加入122Kg的去離子水中,通循環水冷卻下真空攬拌4 小時,隨后加