無隔膜化的鋰離子電池的製作方法
2023-08-11 04:05:41
專利名稱：無隔膜化的鋰離子電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及鋰離子電池技術領域，特別是一種無隔膜化的鋰離子電池。
背景技術：
21世紀能源危機日益嚴峻，其中，汽車用燃料佔據了整個燃油消耗的60%左右， 為了應對人們對燃料等能源的需求，各國政府都在積極的想辦法，然而，自然界中固有的燃 料有限，因此，開發新能源車成為了當務之急。鋰離子電池無汙染、功率密度高、電壓高、無記憶效應，其用做電動汽車的能源，已 得到了人們的廣泛認可。各國政府相繼投巨資來研究鋰離子電池產業化的各個環節，並取 得了豐碩的成果，使得鋰離子電池的應用範圍得到進一步擴大。目前，電動車用鋰離子電池 的研發牽動著各國政府及研發機構的神經，其存在的問題還需進一步的研究。其中，安全性、壽命、成本問題是鋰離子電池要產業化使用所必須解決的三個主要 問題，它們的解決將極大的增強人們對鋰離子電池的信賴，降低電池的成本，從而使電動汽 車的廣泛使用成為可能。動力鋰離子電池對隔膜的要求較高，目前隔膜來源主要依賴於進口，導致電池成 本居高不下。為了降低電池成本，國內一些廠商也在大力發展國產化隔膜技術，並取得了較 為喜人的成果，但隔膜的穩定性與國外產品相比還有著一定的差距。同時，這種電池隔膜由 於熱穩定性差，較高溫度下(> 80°C )就會有很大收縮而導致電池短路，造成安全事故。目前，為解決電池的安全性能、降低電池成本、提升電池電化學性能，人們在不同 方向做著大量的工作，其中對電池極片進行一些優化處理吸引了研發人員的深入探討。發明專利CN1838468A採用延流法在負極極片上塗一層無機粒子混合膜，所得電 池的首次充放電容量可以達到142mAh/g (正極材料為LiCoO2)，容量衰減率為0. 4%。。然而， 由於現有技術對鋰離子電池極片進行化學處理存在很多有待解決的問題，如極片表面化 學塗覆的均勻性差，穩定性不好，塗覆化學材料的汙染大，常溫下設備的可操作性差等。
發明內容
針對上述問題，本發明提供一種是用於電動汽車或混合動力汽車的無隔膜化的鋰 離子電池。本發明所採用的技術方案主要是對電池中正極、負極極片進行表面化學塗覆，所 得塗覆膜與隔膜的功能相似，起到傳輸鋰離子、防止正負極極片直接接觸的作用。本發明無隔膜化鋰離子電池，包括正極、負極極片和電解液，其中所述極片進行 了表面化學塗覆處理，以在極片表面塗覆一層均勻的有機化學薄膜。所述化學塗覆處理可以採用塗覆的方法實現。所述塗覆的有機化學薄膜的主要成分包括乙酸甲酯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚 物、二氧化矽、碳酸二乙酯、正丁醇、二甲基亞碸。所述有機化學薄膜的厚度在10 50um之間。
所述極片為正極片和負極片中的至少一種。所述極片為已經經過輥壓、分切後的極片。通過上述方案，實現了鋰離子電池的無隔膜化，降低了電池成本，同時由於塗覆的 隔膜與極片結合更緊密，有利於提高電池的安全性能和電化學性能，比較適合電動汽車或 混合動力汽車使用，這些有益效果對鋰離子電池在電動汽車上的應用起到了良好的促進作用。
具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實例進一步闡明本發明的內容，但本發明不僅 僅局限於下面的實施例。實施例一1)正、負極製片正極極片製備A)按正極活性材料導電劑粘結劑=91 4 5的重量比例混合正極漿料，然 後加入相當的NMP溶劑進行混合；B)在塗布機上將正極漿料塗覆在鋁箔基體上；C)進行烘烤、輥壓、裁邊。負極極片製備A)按負極活性材料導電劑粘結劑=95 1 4的重量比例混合負極漿料，然 後加入相當的水作為溶劑進行混合；B)在塗布機上將負極漿料塗覆在銅箔基體上；C)進行烘烤、輥壓、裁邊。2)配置塗覆極片用化學漿料按乙酸甲酯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物 (PVDF-HFP)、二氧化矽、碳酸二乙酯(DEC)、正丁醇、二甲基亞碸各原料所佔質量份數為乙 酸甲酯60%、PVDF-HFP8%、二氧化矽2%、DEC 15%、正丁醇10%、二甲基亞碸5%進行分散 混合，得到混合漿料；3)正、負極極片的表面化學塗覆將步驟2、中配置好的化學漿料在塗布機上塗覆 在步驟1)中製備好的成品正、負極極片上；4)塗覆後正、負極極片的烘烤將塗覆後的正負極極片進行90 120°C的梯度式 烘烤工藝；5)將步驟4)中的極片進行分切，分切至設計電池所需要的尺寸；6)用步驟5)分切好的正、負極極片製備電池；7)對步驟6)製備好的電芯進行極耳焊接、封裝，以及注液、預充化成。8)對步驟7)製備好的電池進行測試。測試結果表明電池循環500次後容量剩餘90%，並且可以安全通過針刺、短路、 擠壓、過充、過放等安全測試，比較適合電動汽車或混合動力汽車使用。
權利要求
1.種無隔膜化鋰離子電池，包括正極、負極極片和電解液，其特徵在於所述極片進 行了表面化學塗覆處理，以在極片表面塗覆一層均勻的有機化學薄膜。
2.根據權利要求1所述的無隔膜化鋰離子電池，其特徵在於所述化學處理採用塗覆 的方法實現。
3.根據權利要求2所述的無隔膜化鋰離子電池，其特徵在於所述塗覆的有機化學薄 膜的主要成分包括乙酸甲酯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、二氧化矽、碳酸二乙酯、正丁醇、二甲基亞碸。
4.根據權利要求3所述的無隔膜化鋰離子電池，其特徵在於所述有機化學薄膜的厚 度在10 50um之間。
5.根據權利要求4所述的無隔膜化鋰離子電池，其特徵在於所述極片為正極片和負 極片中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的無隔膜化鋰離子電池，其特徵在於所述極片為已經經過輥 壓、分切後的極片。
全文摘要
一種無隔膜化鋰離子電池，包括正極、負極極片和電解液，其中極片進行了表面化學塗覆處理，在極片表面塗覆一層均勻的有機化學薄膜；化學塗覆處理可以採用塗覆的方法實現；塗覆的有機化學薄膜的主要成分包括乙酸甲酯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、二氧化矽、碳酸二乙酯、正丁醇、二甲基亞碸；有機化學薄膜的厚度在10～50um之間；極片為正極片和負極片中的至少一種；極片為已經經過輥壓、分切後的極片。通過上述方案，實現了鋰離子電池的無隔膜化，降低了電池成本，同時由於塗覆的有機薄膜與極片結合更緊密，有利於提高電池的安全性能和電化學性能。這些有益效果對鋰離子電池在電動汽車上的應用起到了良好的促進作用。
文檔編號H01M10/0525GK102055014SQ20101023646
公開日2011年5月11日 申請日期2010年7月22日 優先權日2010年7月22日
發明者劉超, 吳寧寧, 安富強, 王雅和, 雷向利 申請人:中信國安盟固利動力科技有限公司