一种恒温调控锂电池制作工艺及锂电池制造技术

本发明专利技术公开了一种恒温调控锂电池制作工艺及锂电池，包括制备带有正极涂层的正极片和负极涂层的负极片；由外至内将第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片依次叠加并整体卷绕成圆柱状卷芯，对卷芯真空烘烤后至于设置有恒温调控隔层的锂电池外壳内，制成半成品锂电池；注入电解液浸润后封口经充放电化成工序处理而得锂电池。本发明专利技术解决了锂电池在使用时间过长导致过热现象等影响电池寿命和不能保证电池恒温状态导致电池工作效率差的问题，具有使用寿命长，对锂电池的温度进行调控获得恒温环境，锂电池受热均匀，使用更加安全。

A Constant Temperature Control Lithium Battery Manufacturing Technology and Lithium Battery

【技术实现步骤摘要】
一种恒温调控锂电池制作工艺及锂电池
本专利技术涉及锂电池
，特别涉及一种恒温调控锂电池制作工艺及锂电池。
技术介绍
随着锂电池适用的工作环境需要不断扩展，对锂电池的工作温度条件要求越来越高。锂电池受材料体系和结构设计的影响，在使用环境下受到一定的限制，主要表现为：(1)锂电池的工作温度不能高于45℃，传统的锂电池采用传统的低沸点有机溶剂，在高温环境下的副反应增加，产生大量气体，造成锂电池的鼓胀失效；(2)锂电池的长期存储温度不能高于60℃，高温环境下，材料会加速锂离子的损耗，导致有效锂电池容量的急剧减少，大大缩短锂电池的工作时间和使用寿命。但锂电池工作的温度特性又决定了其稳定工作须增加额外的保温措施或实施工艺，增加了工作难度，工作效率低下从而影响使用寿命。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于，提供一种恒温调控锂电池制作工艺及锂电池，解决了锂电池在使用时间过长导致过热现象等影响电池寿命和不能保证电池恒温状态导致电池工作效率差的问题。本专利技术为达到上述目的所采用的技术方案是：一种恒温调控锂电池制作工艺，其包括如下步骤：S1：制备正极片和负极片，所述正极片包括正极基片和设置在正极基片一侧的正极涂层，所述负极片包括负极基片和设置在负极基片一侧的负极涂层；S2：由外至内将第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片依次叠加并整体卷绕成圆柱状卷芯，对卷芯真空烘烤并持续鼓风，将卷芯安装于一端具有开口的锂电池外壳内制成半成品锂电池，在锂电池外壳的开口端内侧设置恒温调控隔层；S3：向烘干后的半成品锂电池中注入电解液浸润，之后进行封口，真空保压后制成锂电池成品，之后对成品电池进行充放电化成工序处理；所述正极涂层为采用PECVD真空纳米镀膜工序在正极基片表面形成而得的第一纳米涂层，所述负极涂层为采用PECVD真空纳米镀膜工序在负极基片表面形成而得的第二纳米涂层。优选地，所述的恒温调控隔层包括与锂电池外壳连接的导热片层以及设置于导热片层与锂电池外壳之间的聚氨酯恒温调控相变储能填充层。优选地，所述的聚氨酯恒温调控相变储能填充层是采用聚乙二醇软段与聚氨酯硬段嵌段共聚而成的聚氨酯聚合物。优选地，所述的正极涂层的原料由包括以下重量份数的组分制备而成：硅水溶胶100份、石蜡50-58份、磷氮环保阻燃剂5-6份、聚山梨酯10-15份和蜂胶0.2-0.5份，所述石蜡为正十六烷、正十八烷或正二十烷，所述硅水溶胶中二氧化硅的含量占10-15wt％。优选地，所述的负极涂层的原料由包括以下重量份数的组分制备而成：包覆有软碳材料的人造石墨颗粒85-95份、负极导电剂2-4份、负极粘结剂聚氨酯3-4份。优选地，所述步骤S2中烘烤时间为60-75min，烘烤温度为90-100℃。优选地，所述步骤S3中充放电化成工序包括将成品锂电池的卷芯进行60℃预热15min，然后预压整形15min，泄压至0Kg之后高温陈化，在45℃下陈化36小时，陈化结束后保持45℃将压力升至800Kg，直至化成结束。一种锂电池，包括卷芯和与卷芯连接的锂电池外壳，卷芯由依次叠加在一起的第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片经卷绕而成，在锂电池外壳一端设有开口处并经封口而密封，锂电池外壳开口处内侧设有恒温调控隔层，恒温调控隔层包括与锂电池外壳连接的导热片层以及设置于导热片层与锂电池外壳之间的聚氨酯恒温调控相变储能填充层。优选地，所述的卷芯为圆柱状卷芯，所述的正极片一侧设有第一PECVD纳米涂层，所述的负极片一侧设有第二PECVD纳米涂层。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术解决了锂电池在使用时间过长导致过热现象等影响电池寿命和不能保证电池恒温状态导致电池工作效率差的问题，具有使用寿命长，对锂电池的温度进行调控获得恒温环境，锂电池受热均匀，恒温调控隔层相变过程为固-固相变，不会出现漏液的现象，使用过程更加安全、方便，去除极片或卷芯内部的水分，能耗低，锂电池的综合性能优异，锂电池内部的活性材料增多，有效提高了锂电池的能量密度。上述是专利技术技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本专利技术做进一步说明。附图说明图1为本实施例的卷芯部分结构示意图；图2为本实施例的锂电池整体结构示意图。具体实施方式：为了使本专利技术的目的和技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例作详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：结合图1-2，本实施例提供的一种恒温调控锂电池制作工艺，其包括如下步骤：S1：制备正极片和负极片，所述正极片包括正极基片和设置在正极基片一侧的正极涂层，所述负极片包括负极基片和设置在负极基片一侧的负极涂层；正极涂层为采用PECVD真空纳米镀膜工序在正极基片表面形成而得的第一纳米涂层，所述负极涂层为采用PECVD真空纳米镀膜工序在负极基片表面形成而得的第二纳米涂层。正极涂层的原料由包括以下重量份数的组分制备而成：硅水溶胶100份、石蜡50份、磷氮环保阻燃剂6份、聚山梨酯10份和蜂胶0.5份，所述石蜡为正十六烷，所述硅水溶胶中二氧化硅的含量占10wt％。负极涂层的原料由包括以下重量份数的组分制备而成：包覆有软碳材料的人造石墨颗粒95份、负极导电剂2份、负极粘结剂聚氨酯4份。锂电池内部的活性材料增多，有效地提高了锂电池的能量密度。有效防止充放电过程中溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电池的综合性能和使用寿命。S2：由外至内将第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片依次叠加并整体卷绕成圆柱状卷芯，对卷芯真空烘烤并持续鼓风，烘烤时间为60-75min，烘烤温度为90-100℃；将卷芯安装于一端具有开口的锂电池外壳内制成半成品锂电池，在锂电池外壳的开口端内侧设置恒温调控隔层；恒温调控隔层包括与锂电池外壳连接的导热片层以及设置于导热片层与锂电池外壳之间的聚氨酯恒温调控相变储能填充层；聚氨酯恒温调控相变储能填充层是采用聚乙二醇软段与聚氨酯硬段嵌段共聚而成的聚氨酯聚合物。烘烤过程可以去除极片或卷芯内部的水分，烘干温度和延长烘烤时间不高，对电池的性能无负面影响，能耗低。通过设置恒温调控隔层与锂电池内部进行热交换，实现了对锂电池进行保温时，受热均匀，使用更加安全，在外界温度过高和过低时都能够达到最佳工作状态。该恒温调控隔层相变过程为固-固相变，不会出现漏液的现象，使用过程更加安全、方便。S3：向烘干后的半成品锂电池中注入电解液浸润，极片上无析锂现象，保证浸润效果，之后进行封口，真空保压后制成锂电池成品，之后对成品电池进行充放电化成工序处理；充放电化成工序包括将成品锂电池的卷芯进行60℃预热15min，然后预压整形15min，泄压至0Kg之后高温陈化，在45℃下陈化36小时，陈化结束后保持45℃将压力升至800Kg，直至化成结束。在注液浸润工序中，通过提高半成品电池的温度、增加注液后的真空压力以及延长保压时间，极片上不会出现析锂的现象，有效提高电解液的浸润效果，提高了产品的良品率和综合性能；进一步地，通过增加注入的电解液的量，使得锂电池内部的活性材料增多，有效地提高了锂电池的能量密度。化成是锂离子电池制作的关键工序,通过化成将不带电的正负极材料,进行充电活化,激活锂电池内部活性物质,提高电池的使用寿命。结合图1-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒温调控锂电池制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1：制备正极片和负极片，所述正极片包括正极基片和设置在正极基片一侧的正极涂层，所述负极片包括负极基片和设置在负极基片一侧的负极涂层；S2：由外至内将第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片依次叠加并整体卷绕成圆柱状卷芯，对卷芯真空烘烤并持续鼓风，将卷芯安装于一端具有开口的锂电池外壳内制成半成品锂电池，在锂电池外壳的开口端内侧设置恒温调控隔层；S3：向烘干后的半成品锂电池中注入电解液浸润，之后进行封口，真空保压后制成锂电池成品，之后对成品电池进行充放电化成工序处理；所述正极涂层为采用PECVD真空纳米镀膜工序在正极基片表面形成而得的第一纳米涂层，所述负极涂层为采用PECVD真空纳米镀膜工序在负极基片表面形成而得的第二纳米涂层。

【技术特征摘要】
1.一种恒温调控锂电池制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1：制备正极片和负极片，所述正极片包括正极基片和设置在正极基片一侧的正极涂层，所述负极片包括负极基片和设置在负极基片一侧的负极涂层；S2：由外至内将第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片依次叠加并整体卷绕成圆柱状卷芯，对卷芯真空烘烤并持续鼓风，将卷芯安装于一端具有开口的锂电池外壳内制成半成品锂电池，在锂电池外壳的开口端内侧设置恒温调控隔层；S3：向烘干后的半成品锂电池中注入电解液浸润，之后进行封口，真空保压后制成锂电池成品，之后对成品电池进行充放电化成工序处理；所述正极涂层为采用PECVD真空纳米镀膜工序在正极基片表面形成而得的第一纳米涂层，所述负极涂层为采用PECVD真空纳米镀膜工序在负极基片表面形成而得的第二纳米涂层。2.如权利要求1所述的恒温调控锂电池制作工艺，其特征在于，所述的恒温调控隔层包括与锂电池外壳连接的导热片层以及设置于导热片层与锂电池外壳之间的聚氨酯恒温调控相变储能填充层。3.如权利要求2所述的恒温调控锂电池制作工艺，其特征在于，所述的聚氨酯恒温调控相变储能填充层是采用聚乙二醇软段与聚氨酯硬段嵌段共聚而成的聚氨酯聚合物。4.如权利要求1所述的恒温调控锂电池制作工艺，其特征在于，所述的正极涂层的原料由包括以下重量份数的组分制备而成：硅水溶胶100份、石蜡50-58份、磷氮环保阻燃剂5-6份、聚山梨...

【专利技术属性】
技术研发人员：李靖，
申请(专利权)人：广东旭派锂能能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44