一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：将铜箔经激光冲孔，得到多孔铜箔，然后经涂布、辊压分切、激光切得到负极片，再与正极片一起卷绕得到电池卷芯，再经组装、烘烤、注液、化成、分容，得到含多孔铜箔的成品锂离子电池。本发明专利技术提出的一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，通过优化制备工艺，以多孔铜箔为负极集流体，有效改善了电池负极片导电性能，在内阻、倍率、循环等方面显著提高锂离子电池性能。

【技术实现步骤摘要】
一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法。
技术介绍
随着电动汽车领域对续航里程不断提高的要求，需要进一步提高锂离子动力电池的能量密度。在传统材料体系暂未有显著突破的情况下，可从电池设计上进行改善以适当提高锂离子电池的能量密度。锂离子电池设计传统的改善方式主要包括提高活性物质的比例，降低导电碳和粘结剂的含量，提高涂布重量，增加压实等等，但是电极的导电性能和粘结性能限制了导电碳和粘结剂的用量。对此多孔箔材的研究受到了广泛的关注，多孔箔材和传统的箔材相比，在箔材表面制备出大量微米级的通孔。大量存在的微孔提高了箔材表面的粗糙度，同时可以使正、负极材料嵌入孔内形成“锚固作用”，可以有效的改善电极材料的粘接性，降低胶的含量，同时微孔可以达到20％以上的孔隙率，可以提供更多的电极体积。电解液也可以通过微孔在基材两面充分渗透，改善电解液在厚电极中的浸润，降低电芯极化。本专利技术以多孔铜箔作为负极集流体，在现有以石墨为负极活性物质的前提下，改善了电池负极片导电性能，在内阻、倍率、循环等方面可以明显的提升电池性能。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，通过优化制备工艺，以多孔铜箔为负极集流体，有效改善了电池负极片导电性能，在内阻、倍率、循环等方面显著提高锂离子电池性能。本专利技术提出的一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：将铜箔经激光冲孔，得到多孔铜箔，然后经涂布、辊压分切、激光切得到负极片，再与正极片一起卷绕得到电池卷芯，再经组装、烘烤、注液、化成、分容，得到含多孔铜箔的成品锂离子电池。优选地，多孔铜箔简称为铜网。优选地，激光冲孔采用一次成孔，得到的多孔铜箔无毛刺。优选地，多孔铜箔中，孔径大小为300-400μm，孔与孔之间的间距为400-600μm，且多孔铜箔的密度为70-75g/m2。优选地，多孔铜箔中留有以便于制片时做极耳用的未冲孔区域。优选地，多孔铜箔的厚度为8-15μm，抗拉强度为400-600MPa。优选地，烘烤时间为48-55h。优选地，涂布工艺具体步骤如下：S1、按重量份称取石墨、超导炭黑、粘结剂；S2、取以粘结剂总重量为基准40-60％的粘结剂、超导炭黑混合搅拌，然后加入以石墨总重量为基准40-60％的石墨，搅拌，再加入剩余粘结剂和剩余石墨，搅拌，得到负极粉料；S3、将负极粉料经过流量计，然后预热，得到预处理负极粉料，再将粘结剂软化，经喷枪将预处理负极粉料喷到多孔铜箔表面。优选地，涂布工艺具体步骤如下：S1、按重量份称取92-98份石墨、1.5-2份超导炭黑、4-6份粘结剂；S2、取以粘结剂总重量为基准40-60％的粘结剂、超导炭黑混合搅拌1-2h，然后加入以石墨总重量为基准40-60％的石墨，高速搅拌1.5-2.5h，再加入剩余粘结剂和剩余石墨，高速搅拌2-3h，得到负极粉料；S3、将负极粉料经过流量计，然后预热，得到预处理负极粉料，再将粘结剂软化，最后经喷枪将预处理负极粉料喷到多孔铜箔表面。优选地，正极片按以下工艺进行制备：S1、按重量份称取磷酸铁锂、超导炭黑、石墨粉、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮；S2、将聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮混合，打胶，再加入超导炭黑和石墨粉，搅拌，然后加入磷酸铁锂，分散，得到正极浆料，经涂布、辊压、点焊制得正极片。优选地，正极片按以下工艺进行制备：S1、按重量份称取90-95份磷酸铁锂、4.5-5.5份超导炭黑、0.5-1份石墨粉、3.5-4.5份聚偏氟乙烯、140-160份N-甲基吡咯烷酮；S2、将聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮混合，打胶3-4h，再加入超导炭黑和石墨粉，高速搅拌1-1.5h，然后加入磷酸铁锂，高速分散4-5h，得到正极浆料，经涂布、辊压、点焊制得正极片。本专利技术锂离子电池负极集流体采用多孔铜箔提高了铜箔表面粗糙度，改善了电极材料的粘结性，增加了电极与箔材之间的接触，改善极片导电性能。同时本专利技术提供的以多孔铜箔作为锂离子电池的负极集流体，提高了负极材料与集流体的粘结性，还可有效改善电解液在极片中的浸润，降低电芯极化，在内阻、倍率、循环等方面也明显提升锂离子电池性能，延长锂离子电池使用寿命。附图说明图1为本专利技术实施例3提出的锂离子电池倍率性能曲线；图2为本专利技术实施例4提出的锂离子电池循环性能曲线。具体实施方式如图1所示，图1为本专利技术实施例3提出的锂离子电池倍率性能曲线；图2为本专利技术实施例4提出的锂离子电池倍率性能曲线。下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：将铜箔经激光冲孔，得到多孔铜箔，然后经涂布、辊压分切、激光切得到负极片，再与正极片一起卷绕得到电池卷芯，再经组装、烘烤、注液、化成、分容，得到含多孔铜箔的成品锂离子电池。实施例2本专利技术提出的一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：将铜箔经激光冲孔，得到多孔铜箔，然后经涂布、辊压分切、激光切得到负极片，再与正极片一起卷绕得到电池卷芯，再经组装、烘烤55h、注液、化成、分容，得到含多孔铜箔的成品锂离子电池。其中，多孔铜箔中，孔径大小为300μm，孔与孔之间的间距为400μm，且多孔铜箔的密度为70g/m2；多孔铜箔中留有以便于制片时做极耳用的未冲孔区域；多孔铜箔的厚度为8μm，抗拉强度为400MPa；涂布工艺具体步骤如下：S1、按重量份称取石墨、超导炭黑、粘结剂；S2、取以粘结剂总重量为基准40％的粘结剂、超导炭黑混合搅拌，然后加入以石墨总重量为基准60％的石墨，搅拌，再加入剩余粘结剂和剩余石墨，搅拌，得到负极粉料；S3、将负极粉料经过流量计，然后预热，得到预处理负极粉料，再将粘结剂软化，经喷枪将预处理负极粉料喷到多孔铜箔表面。实施例3本专利技术提出的一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：将铜箔经激光冲孔，得到多孔铜箔，然后经涂布、辊压分切、激光切得到负极片，再与正极片一起卷绕得到电池卷芯，再经组装、烘烤48h、注液、化成、分容，得到含多孔铜箔的成品锂离子电池。其中，激光冲孔采用一次成孔，得到的多孔铜箔无毛刺；多孔铜箔中，孔径大小为350μm，孔与孔之间的间距为500μm，且多孔铜箔的密度为72g/m2；多孔铜箔中留有以便于制片时做极耳用的未冲孔区域；多孔铜箔的厚度为12μm，抗拉强度为480MPa；涂布工艺具体步骤如下：S1、按重量份称取95份石墨、1.8份超导炭黑、5份粘结剂；S2、取以粘结剂总重量为基准50％的粘结剂、超导炭黑混合搅拌1.5h，然后加入以石墨总重量为基准50％的石墨，高速搅拌2h，再加入剩余粘结剂和剩余石墨，高速搅拌2h，得到负极粉料；S3、将负极粉料经过流量计，然后预热，得到预处理负极粉料，再将粘结剂软化，经喷枪将预处理负极粉料喷到多孔铜箔表面。正极片按以下工艺进行制备：S1、按重量份称取92.5份磷酸铁锂、4.8份超导炭黑、0.8份石墨粉、4份聚偏氟乙烯、150份N-甲基吡咯烷酮；S2、将聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮混合，打胶4h，再加入超导炭黑和石墨粉，高速搅拌1h，然后加入磷酸铁锂，高速分散5h，得到正极浆料，经涂布、辊压、点焊制得正极片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铜箔经激光冲孔，得到多孔铜箔，然后经涂布、辊压分切、激光切得到负极片，再与正极片一起卷绕得到电池卷芯，再经组装、烘烤、注液、化成、分容，得到含多孔铜箔的成品锂离子电池。

【技术特征摘要】
1.一种含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铜箔经激光冲孔，得到多孔铜箔，然后经涂布、辊压分切、激光切得到负极片，再与正极片一起卷绕得到电池卷芯，再经组装、烘烤、注液、化成、分容，得到含多孔铜箔的成品锂离子电池。2.根据权利要求1所述含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，其特征在于，激光冲孔采用一次成孔，得到的多孔铜箔无毛刺。3.根据权利要求1或2所述含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，其特征在于，多孔铜箔中，孔径大小为300-400μm，孔与孔之间的间距为400-600μm，且多孔铜箔的密度为70-75g/m2。4.根据权利要求1-3中任一项所述含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，其特征在于，多孔铜箔中留有以便于制片时做极耳用的未冲孔区域。5.根据权利要求1-4中任一项所述含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，其特征在于，多孔铜箔的厚度为8-15μm，抗拉强度为400-600MPa。6.根据权利要求1-5中任一项所述含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，其特征在于，烘烤时间为48-55h。7.根据权利要求1-6中任一项所述含多孔铜箔的锂离子电池的制备方法，其特征在于，涂布工艺具体步骤如下：S1、按重量份称取石墨、超导炭黑、粘结剂；S2、取以粘结剂总重量为基准40-60％的粘结剂、超导炭黑混合搅拌，然后加入以石墨总重量为基准40-60％的石墨，搅拌，再加入剩余粘结剂和剩余石墨，搅拌，得到负极粉料；S3、将负极粉料经过流量计，然后预热，得到预处理负极粉料，再将粘结剂软化，经...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴洋洋，宫璐，王晓燕，陶静，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34