一種水劑軟包微型鋰離子電池及其製備方法
2023-06-02 00:07:56
專利名稱：一種水劑軟包微型鋰離子電池及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種採用水性粘合劑、導電劑和去離子水製備的正、負極漿料，用高精 確定量注液態電解液和高精確定位熱封的軟包微型鋰離子電池及其製備方法，特別是一種 製備過程中不使用有機溶劑NMP，而使用清潔的去離子水為溶劑生產的厚度超薄、容量較 大、壽命較長、成本很低的微電源用鋰離子電池及其製備方法。
背景技術：
鋰離子電池分為液態電解液鋰離子電池和聚合物鋰離子電池。它們都具有比能量 高、工作電壓高、應用溫度寬、自放電率低、循環壽命長、無汙染、安全性能好等獨特優勢，是 二十一世紀理想的綠色環保電源。隨著當代高新技術的發展和人類生活水平的提高，促進 了全世界各國微電子技術的高速發展。而當前微電子技術的發展特別需要將微電源與微電 子器件或設備連為一體，以成為更加完美的高新技術產品。
發明內容
本發明的一種水劑軟包微型鋰離子電池，製備電池正、負極漿料時無需使用有機 溶劑(PVDV為粘合劑，NMP為分散溶液)，是一種採用水性粘合劑、導電劑和去離子水製備的 正、負極漿料，採用液態電解液和軟包裝、生產工藝流程較為簡潔而生產出其電性能極優的 微型電池，該產品正適應了當前微電子技術高速發展的需求，其應用前景十分廣闊。本發明的目的是通過如下技術方案來實現的一種水劑軟包微型鋰離子電池，其 特徵在於正極配方包括正極活性材料、水性粘合劑、水性導電劑、消泡劑，去離子水，其中 固液比=1 0.7 0.9;負極配方包括中間相炭微球、水性粘合劑，去離子水，其中固液 比=1 1. 0 1. 1。本發明的水劑軟包微型鋰離子電池，正極固液比=1 0.7;負極固液比= 1 (1. 0 1. 1)。本發明的水劑軟包微型鋰離子電池，正極固液比=1 0.8;負極固液比= 1 (1. 0 1. 1)。本發明的水劑軟包微型鋰離子電池，正極固液比=1 0.9;負極固液比= 1 (1. 0 1. 1)。本發明的水劑軟包微型鋰離子電池製備方法，其中電池化成流程及參數為1)將10隻微型電池並聯接入化成櫃；2)以0. OlC恆流充電150分鐘，上限電壓2. 5V ；3)以0. 02C恆流充電200分鐘，上限電壓2. 5V ；4)擱置3分鐘；5)以0. 05C恆流充電180分鐘，上限電壓3. 6V ；6)以0. 5C恆流恆壓充電200分鐘，上限電壓4. 2V ；7)擱置15分鐘;
8)以0. 5C恆流放電至終止電壓3. OV ；9)擱置3分鐘；10)以0. 5C恆流恆壓充電90分鐘，上限電壓3. 8V。本發明的水劑軟包微型鋰離子電池製備方法，其中電池分容流程及參數為11)擱置3分鐘;12)以0. 2C恆流放電至終止電壓3. OV ；13)擱置15分鐘；14)以0. 5C恆流充電120分鐘，上限電壓3. 6V ；15)以0. 5C恆流恆壓充電120分鐘，上限電壓4. 2V ；16)擱置15分鐘；17)以0. 5C恆流放電至終止電壓3. OV ；18)擱置15分鐘；19)以0. 5C恆流恆壓充電90分鐘，上限電壓3. 8V ；本發明為適應微電子技術的發展而製造的一種用水性粘合劑、導電劑和去離子水 製備的正、負極漿料，用液態電解液和軟包裝生產的厚度超薄、容量較大、壽命較長、成本很 低的微型電池。本發明微型電池與現有技術相比，具有有以下特點1.製備電池正、負極漿料時無需使用有機溶劑(PVDV為粘合劑，NMP為分散溶液)， 而採用水性粘合劑、導電劑和去離子水，該方法既可降低原材料成本約20% 30%，又可 杜絕溶劑對環境的汙染。2.該發明微型電池無需外接極耳，而是將集流體未塗布部分的極耳用特殊研製的 處理液進行極耳處理。3.該發明微型電池是液態電解液電池，應用高精確定量注液。4.該電池的軟包裝是極薄的鋁塑複合膜，其封口技術需要高精確定位熱封。5.該電池的容量可製成1 30mAH的系列產品。6.該電池的厚度可製成彡0. 4mm的系列產品。7.該電池的循環壽命彡2000次(80% D0D)。
圖1是本發明水劑軟包微型鋰離子電池製備流程圖。
具體實施例方式本發明的目的是由以下技術方案與實施方式來實現的一、正、負極漿料的配方及相關參數正極配方正極活性材料、水性粘合劑、水性導電劑、消泡劑，去離子水。固液比= 1 0. 7 0. 9負極配方中間相炭微球、水性粘合劑，去離子水。固液比=1 1.0 1.1。其具體實施例如下本發明的正極配方包括正極活性材料、水性粘合劑、水性導電劑、消泡劑，去離子 水，其中固液比=1 0.7 0.9;負極配方包括中間相炭微球、水性粘合劑，去離子水，其中固液比=1 1.0 1. 1。其中當正極固液比=1 0.7;負極固液比=1 1.0。也可以正極固液比= 1 0. 7 ；負極固液比=1 1. 1。另外，當正極固液比=1 0.8;負極固液比=1 1.0。也可以正極固液比= 1 0.8 ；負極固液比=1 1. 1。再，當正極固液比=1 0.9;負極固液比=1 1.0。也可以正極固液比= 1 0.9 ；負極固液比=1 1. 1。如圖1所示的微型鋰離子電池生產工藝流程圖，本發明微型電池化成、分容流程 及參數如下( 一 )化成1.將10隻微型電池並聯接入化成櫃；2.以0. OlC恆流充電150分鐘，上限電壓2. 5V ；3.以0. 02C恆流充電200分鐘，上限電壓2. 5V ；4.擱置3分鐘；5.以0. 05C恆流充電180分鐘，上限電壓3. 6V ；6.以0. 5C恆流恆壓充電200分鐘，上限電壓4. 2V ；7.擱置15分鐘；8.以0.5C恆流放電至終止電壓3. 0V;9.擱置3分鐘；10.以0. 5C恆流恆壓充電90分鐘，上限電壓3. 8V。(二)分容1.擱置3分鐘；2.以0. 2C恆流放電至終止電壓3. OV ；3.擱置15分鐘；4.以0. 5C恆流充電120分鐘，上限電壓3. 6V ；5.以0. 5C恆流恆壓充電120分鐘，上限電壓4. 2V ；6.擱置15分鐘；7以0. 5C恆流放電至終止電壓3. OV ；8.擱置15分鐘；9.以0. 5C恆流恆壓充電90分鐘，上限電壓3.8V;儘管對本發明的特徵及其優勢已經描述了很多，然而可以理解的是，對於本領域 的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構想做出其他多種相應的改變， 而所有這些改變都應屬於本發明的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種水劑軟包微型鋰離子電池，其特徵在於正極配方包括正極活性材料、水性粘 合齊 、水性導電劑、消泡劑，去離子水，其中固液比=ι 0.7 0.9;負極配方包括中間相 炭微球、水性粘合劑，去離子水，其中固液比=1 1.0 1.1。
2.根據權利要求1所述的水劑軟包微型鋰離子電池，其特徵在於所述正極固液比= 1 0. 7 ；負極固液比=1 1.0。
3.根據權利要求1或2所述的水劑軟包微型鋰離子電池，其特徵在於所述正極固液比 =1 0. 7 ；負極固液比=1 1. 1。
4.根據權利要求1所述的水劑軟包微型鋰離子電池，其特徵在於所述正極固液比= 1 0.8 ；負極固液比=1 1.0。
5.根據權利要求1或4所述的水劑軟包微型鋰離子電池，其特徵在於所述正極固液比 =1 0.8 ；負極固液比=1 1. 1。
6.根據權利要求1所述的水劑軟包微型鋰離子電池，其特徵在於所述正極固液比= 1 0. 9 ；負極固液比=1 1.0。
7.根據權利要求1或6所述的水劑軟包微型鋰離子電池，其特徵在於所述正極固液比 =1 0.9 ；負極固液比=1 1. 1。
8.根據權利要求1所述的水劑軟包微型鋰離子電池製備方法，其特徵在於電池化成流 程及參數為1)將10隻微型電池並聯接入化成櫃；2)以0.OlC恆流充電150分鐘，上限電壓2. 5V ；3)以0.02C恆流充電200分鐘，上限電壓2. 5V ；4)擱置3分鐘；5)以0.05C恆流充電180分鐘，上限電壓3. 6V ；6)以0.5C恆流恆壓充電200分鐘，上限電壓4. 2V ；7)擱置15分鐘；8)以0.5C恆流放電至終止電壓3. OV ；9)擱置3分鐘；10)以0.5C恆流恆壓充電90分鐘，上限電壓3. 8V。
9.根據權利要求1所述的水劑軟包微型鋰離子電池製備方法，其特徵在於電池分容流 程及參數為1)擱置3分鐘；2)以0.2C恆流放電至終止電壓3. OV ；3)擱置15分鐘；4)以0.5C恆流充電120分鐘，上限電壓3. 6V ；5)以0.5C恆流恆壓充電120分鐘，上限電壓4. 2V ；6)擱置15分鐘；7)以0.5C恆流放電至終止電壓3. OV ；8)擱置15分鐘；9)以0.5C恆流恆壓充電90分鐘，上限電壓3. 8V。
全文摘要
本發明涉及一種採用水性粘合劑、導電劑和去離子水製備的正、負極漿料，用高精確定量注液態電解液和高精確定位熱封的軟包微型鋰離子電池及其製備方法。本發明正極配方包括正極活性材料、水性粘合劑、水性導電劑、消泡劑，去離子水，其中固液體比＝1∶0.7～0.9；負極配方包括中間相炭微球、水性粘合劑，去離子水，其中固液比＝1∶1.0～1.1。本發明為適應微電子技術的發展而製造的一種用水性粘合劑、導電劑和去離子水製備的正、負極漿料，用液態電解液和軟包裝生產的厚度超薄、容量較大、壽命較長、成本很低的微型電池。
文檔編號H01M10/0525GK102082289SQ20101061298
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者董相盛, 雷如清 申請人:湖北能一郎新能源研究院