抑制鋰離子聚合物電池膨脹的方法
2023-05-23 02:13:21
專利名稱：抑制鋰離子聚合物電池膨脹的方法
技術領域：
本發明涉及一種抑制電池膨脹的方法，特別涉及一種抑制鋰離子聚合物電池膨脹 的方法。
背景技術：
目前，聚合物鋰離子電池在電子設備運行過程中均會散發熱量，高溫環境容易造 成電池負極表面SEI膜分解及電解液溶劑在正負極表面發生氧化還原分解反應，產生CO、 CO2、CH4和C2H6等氣體，使得聚合物鋰離子電池鼓脹形變，電池容量和循環性能迅速下降， 電子設備由於電池的形變也會遭到一定程度的破壞，嚴重時將會導致癱瘓。
因此，提供一種工藝簡單、效果顯著的抑制鋰離子聚合物電池膨脹的方法，是該領 域技術人員應著手解決的問題之一。發明內容
本發明的目的在於克服上述不足之處，提供了一種工藝簡單、操作方便、效果顯著 的抑制鋰離子聚合物電池膨脹的方法。
為實現上述目的本發明所採用的實施方式如下一種抑制鋰離子聚合物電池膨脹的方法，其特徵在於實施步驟如下(1)將正負極片分別在熱態時碾壓，碾壓溫度為50-150°C；所述正極片中的活性物質為 LiCoO2、LiNiO2、LiNixCoyMnzO2 (O ( x, y，ζ<1)、LiMn2O4、 LiMnO2, LiFePO4中的一種或兩種以上任意混合；所述負極片中的活性物質為人造石墨、天然石墨中的一種或兩種任意混合； 所述隔膜採用聚烯烴微孔隔膜，其厚度為9-40mm，孔隙率為25-50% ；(2)按常規將正負極片與隔膜卷繞成電池芯，並封裝在鋁塑包裝膜內；(3)均勻混合配製含有鋰鹽、成膜添加劑的非水電解液所述非水電解液含有的鋰鹽為LiPF6、LiBF4、LiB0B、LiN (CF3SO2) 2或LiN (C2F5SO2) 2其中的一種或兩種以上任意混合，濃度為0. 4-1. 2mol/L ； 所述非水電解液中的成膜添加劑為碳酸亞乙烯酯(VC)，或者亞硫酸丙烯酯(PS)，或者 為兩者任意混合，其佔溶劑質量％含量為0. 5-4% ；所述非水電解液中的主溶劑由環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯組成；環狀碳酸酯主要為碳酸 乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)；鏈狀碳酸酯主要為碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)JI 酸甲乙酯(EMC)，電解液溶劑為其中的兩種以上任意混合；(4)按常規將所述非水電解液注入到鋁塑包裝膜中封口即可。
本發明的有益效果是本發明中的鋰離子聚合物電池具有優越的熱穩定性，適合 應用於高溫環境中，能夠有效的抑制電池在高溫充放電情況下發生的鼓脹變形，改善電池 的容量和循環性能，提高電池的安全性能。同時本發明工藝簡單，可操作性強，確保電池的 優良性能。
具體實施方式
以下結合較佳實施例，對依據本發明提供的具體實施方式
、特徵詳述如下 實施例1一種抑制鋰離子聚合物電池膨脹的方法，其特徵在於實施步驟如下 (1)將正負極片分別在熱態時碾壓，碾壓溫度為50-150°C ；所述正極片中的活性物質為 LiCoO2、LiNiO2、LiNixCoyMnzO2 (O ( x, y，ζ<1)、LiMn2O4、 LiMnO2, LiFePO4中的一種或兩種以上任意配比混合；所述負極片中的活性物質為人造石墨、天然石墨中的一種或兩種任意配比混合； 所述隔膜採用聚烯烴微孔隔膜，其厚度為9-40mm，孔隙率為25_50%。
(2)按常規將正負極片與隔膜卷繞成電池芯，並封裝在鋁塑包裝膜內。
(3)均勻混合配製含有鋰鹽、成膜添加劑的非水電解液所述非水電解液含有的鋰鹽為LiPF6、LiBF4、LiB0B、LiN (CF3SO2) 2或LiN (C2F5SO2) 2其中的一種或兩種以上任意配比混合，濃度為0. 4-1. 2mol/L ； 所述非水電解液中的成膜添加劑為碳酸亞乙烯酯(VC)，或者亞硫酸丙烯酯(PS)，或者 為兩者任意混合，其佔溶劑質量％含量為0. 5-4% ；所述非水電解液中的主溶劑由環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯組成；環狀碳酸酯主要為碳酸 乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)；鏈狀碳酸酯主要為碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)JI 酸甲乙酯(EMC)，電解液溶劑為其中的兩種以上任意混合。
以上非水電解液按常規方法製備，故不詳述。
(4)按常規將所述非水電解液注入到鋁塑包裝膜中封口即可。
實施例2正極製備將Mwt% LiCoO2,4wt%導電炭黑和2wt%PVDF在NMP中混合成漿，均勻塗覆 在鋁集流體上，120°C下碾壓，烘乾，剪裁成81mmX650mm大小，並在一端焊接鋁極耳。
負極製備將Mwt% MCMB、2wt%導電炭黑和#t%PVDF在NMP中混合成漿，均勻塗 覆在銅集流體上，110°c下碾壓，烘乾，剪裁成83mmX652mm大小，並在一端焊接鎳極耳。
均勻混合配製含有鋰鹽、成膜添加劑的非水電解液所述非水電解液含有的鋰鹽為=LiPF6, LiBF4, LiBOB, LiN (CF3SO2) 2 或 LiN (C2F5SO2)2 其中的一種或兩種以上任意配比混合，濃度為0. 4-1. 2mol/L ；所述非水電解液中的成膜添加劑為碳酸亞乙烯酯(VC)，或者亞硫酸丙烯酯(PS)，或者 為兩者任意配比混合，其佔溶劑質量％含量為0. 5-4% ；所述非水電解液中的主溶劑由環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯組成；環狀碳酸酯主要為碳酸 乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)；鏈狀碳酸酯主要為碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)JI 酸甲乙酯(EMC)，電解液溶劑為其中的兩種以上任意混合。
將製備好的正極、負極和隔膜卷繞成極組，封裝在鋁塑包裝袋內，經過85°C烘乾6 小時後除去多餘的水分，注入配製好的非水電解液，按常規進行真空吸液封口，注完液的電 池待靜置12小時後進行化成得到聚合物鋰離子電池。
其它同實施例1表1是熱碾壓溫度與電池循環厚度膨脹之間的關係，測試條件為高溫60°c下以0. 5C/0. 5C循環300次，電壓範圍3V-4. 2V。結果表明負極片經過熱碾壓後可以有效抑制電 池在高溫條件下的鼓脹，正極經過熱碾壓後的作用不是很明顯。
表1熱碾壓溫度與電池循環厚度膨脹之間的關係
權利要求
1. 一種抑制鋰離子聚合物電池膨脹的方法，其特徵在於實施步驟如下(1)將正負極片分別在熱態時碾壓，碾壓溫度為50-150°C；所述正極片中的活性物質為 LiCoO2、LiNiO2、LiNixCoyMnzO2 (O ( x, y，ζ<1)、LiMn2O4、 LiMnO2, LiFePO4中的一種或兩種以上任意混合；所述負極片中的活性物質為人造石墨、天然石墨中的一種或兩種任意混合； 所述隔膜採用聚烯烴微孔隔膜，其厚度為9-40mm，孔隙率為25-50% ；(2)按常規將正負極片與隔膜卷繞成電池芯，並封裝在鋁塑包裝膜內；(3)均勻混合配製含有鋰鹽、成膜添加劑的非水電解液所述非水電解液含有的鋰鹽為LiPF6、LiBF4、LiB0B、LiN (CF3SO2) 2或LiN (C2F5SO2) 2其中的一種或兩種以上任意混合，濃度為0. 4-1. 2mol/L ； 所述非水電解液中的成膜添加劑為碳酸亞乙烯酯(VC)，或者亞硫酸丙烯酯(PS)，或者 為兩者任意混合，其佔溶劑質量％含量為0. 5-4% ；所述非水電解液中的主溶劑由環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯組成；環狀碳酸酯主要為碳酸 乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)；鏈狀碳酸酯主要為碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)JI 酸甲乙酯(EMC)，電解液溶劑為其中的兩種以上任意混合；(4)按常規將所述非水電解液注入到鋁塑包裝膜中封口即可。
全文摘要
本發明涉及一種抑制鋰離子聚合物電池膨脹的方法，步驟如下(1)將正負極片分別在熱態時碾壓，碾壓溫度為50-150℃；所述隔膜採用聚烯烴微孔隔膜，其厚度為9-40mm，孔隙率為25-50%。(2)按常規將正負極片與隔膜卷繞成電池芯，並封裝在鋁塑包裝膜內；(3)均勻混合配製含有鋰鹽、成膜添加劑的非水電解液；所述非水電解液含有的鋰鹽為LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiN(CF3SO2)2或LiN(C2F5SO2)2其中的一種或兩種以上任意混合，濃度為0.4-1.2mol/L；所述非水電解液中的成膜添加劑為碳酸亞乙烯酯(VC)，或者亞硫酸丙烯酯(PS)，或者為兩者任意混合，其佔溶劑質量%含量為0.5-4%；(4)將所述非水電解液注入到鋁塑包裝膜中封口即可。本發明可有效防止電池在高溫條件產生鼓脹變形。
文檔編號H01M10/058GK102044704SQ20101059170
公開日2011年5月4日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者孟冬, 徐子福, 王念舉, 王理, 許剛 申請人:天津力神電池股份有限公司