一种镍钴锰酸锂叠片软包电池的制备方法及电池技术

本发明专利技术公开了一种镍钴锰酸锂叠片软包电池及其制备方法，制备方法包括以下步骤：制作正、负极极片后组装、注电解液、封口，38℃～42℃搁置34～38小时制成电池；电池第一次辊压后预充电，充入额定容量的20％～40％；在38℃～42℃搁置34～38小时后第二次辊压；化成；分容；镍钴锰酸锂的分子式为LiNi

Preparation method and battery of Ni Co Li Mn 2O 3 laminated soft pack battery

【技术实现步骤摘要】
一种镍钴锰酸锂叠片软包电池的制备方法及电池
本专利技术涉及一种锂离子电池，尤其涉及一种镍钴锰酸锂叠片软包电池的制备方法及电池。
技术介绍
新能源汽车由于其清洁无污染、能量效率高以及能量源多元化等优点，已经成为汽车行业的一个新发展热点。而锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长和安全性高等特点而被广泛用于新能源汽车。然而，新能源汽车与传统的燃油车相比，充电时间较长，这是影响电动汽车快速普及的重要因素之一。能量密度高，充电快，价格便宜，这是用户最期待的理想型动力电池产品。按照燃油车的使用习惯，要实现充电时间在10-20min以内完全充满电，充电倍率至少需要3-6C之间。一般来讲，电池功率提升，电池能量密度势必降低，如何在提升电池比功率的情况下，兼顾电池能量密度。这需要多方面技术共同发展，如电池结构设计、电池材料体系选择、充电方法设计、电池管理系统设计。申请号为201811642254.8的中国专利申请提供了一种高能量密度快充型锂离子动力电池，能量密度能达到260Wh/kg以上；充电速度也大幅提升，满足在15min内充入80％以上的电量，且不析锂，同时该电池循环性能好，在+0.5C/-1C的充放电倍率下循环1500周，容量保持率大于80％，但是不能保证快充时的循环寿命，也不能保证电池的安全性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提拱一种镍钴锰酸锂叠片软包电池的制备方法，使制得的电池循环性能好、充电速度快、安全性能好。本专利技术的技术方案如下：一种镍钴锰酸锂叠片软包电池的制备方法，包括以下步骤：A、制作正极极片和负极极片后组装、注电解液、封口，然后在38℃～42℃搁置34～38小时，制成电池；B、预充电前对电池进行第一次辊压；C、预充电：对电池进行预充电，充入电量为额定容量的20％～40％；D、在38℃～42℃搁置34～38小时后，对电池进行第二次辊压；E、化成；F、分容；其中：所述镍钴锰酸锂的分子式为LiNixCoyMnzO2，其中，0.50≤x≤0.80，0.10≤y≤0.30，x+y+z＝1；所述正极极片涂布面密度≥24mg/cm2；所述负极极片涂布面密度≥13mg/cm2；所述第一次辊压和所述第二次辊压的时间均为5～10秒，两次辊压时两辊缝之间的距离H2与电池辊压前的厚度H1满足：H2＝H1-0.2mm，两次辊压温度为电池生产环境温度。本专利技术中电池封口后，首先在38℃～42℃搁置34～38小时，在这个过程中，由于温度较高，电池中电解液与电极活性材料之间的副反应进行的较为充分，由此产生的气体充分得到释放。然后，在第一次辊压时，气体被排至气囊中，从而增加了极片之间的接触，减小在后期的预充过程中产生的极化，并且有助于形成稳定的SEI膜。在预充电后将气体抽出，然后，又对电池进行了38℃～42℃搁置34～38小时后第二次辊压，这次辊压使得电池在预充电及搁置过程中产生的气体排到气囊里，在电池化成后再抽气，这样，减小了电池在化成过程中产生的极化，在电池的使用中也可以减少快速充电时带来的极化，并且有利于提高电池的循环性能。本专利技术中正极极片涂布面密度≥24mg/cm2；所述负极极片涂布面密度≥13mg/cm2，较高的面密度可以保证较高的电池能量密度。第一次辊压和第二次辊压的时间均为5～10秒，两次辊压时两辊缝之间的距离H2与电池辊压前的厚度H1满足：H2＝H1-0.2mm，分两次辊压并保持此辊压量，可以既保证极片之间的有效接触，又能将气体排除干净，同时还不会造成极片的过度形变。在本专利技术中，两次辊压前先进行38℃～42℃的高温搁置，然后在电池生产环境温度中进行辊压，使得辊压不需要在的高温环境中即可进行，可以方便地进行批量自动化生产；并且34～38小时的搁置时间可以使电池中的副反应进行完全而又不对电池的质量产生影响，也有利于稳定的SEI膜形成。优选地，所述负极极片的制作包括以下步骤：A、分别制作第一种浆料和第二种浆料；其中，所述第一种浆料中导电剂为气相生长炭纤维和导电碳黑superp，所述气相生长炭纤维和导电碳黑superp的质量比为2：1；所述第二种浆料中导电剂中含有多孔碳；B、将所述第一种浆料均匀涂覆在铜箔上，烘干；C、将第二种浆料均匀涂覆在第一种浆料上，烘干。第一种浆料中的气相生长炭纤维和导电碳黑在极片干燥后形成具有较少孔隙的负极导电层结构；第二种浆料中的多孔碳在第一层的上面又形成了较多孔隙的负极导电层结构，在第一种浆料形成的涂层上，导电材料的孔隙虽然少，电解液的渗透较少，但是其电子导电性强；而在第二种浆料形成的涂层上，导电材料的孔隙多，电解液的渗透也多，因此，在电池的充放电过程中，其离子导电性较强。这样，在负极极片上就形成了从基体到涂层外层垂直方向上离子导电性依次增强的有梯度的导电层，在总导电剂含量一定的情况下，这种由导电材料分布不同构成的梯度导电性负极不但能够保证足够的离子扩散速度,还能保证良好的电子传导特性，从而有利于充分发挥负极活性物质的容量，减少电池的极化。优选地，所述铜箔表面涂覆有纳米碳散热材料，所述负极极片的导热率为600～1000W/M·K。优选地，所述正极极片的集流体上涂覆有纳米碳散热材料，所述正极极片的导热率为300～600W/M·K。在铜箔表面或是正极极片集流体表面涂覆纳米碳散热材料，可以使电池的充电过程中产生的热量及时地传导，有效的降低电池的温度，提高电池的安全性能。尤其是在大电流快速充电过程中，产生的热量较多，此种结构更有利于减缓电池的大电流快速充电时电池温度的上升，从而提高电池的安全性能。优选地，所述电池所用隔膜为涂陶隔膜。使用涂陶隔膜，可以提高电池的安全性能。优选地，所述电池的电解液中含有LiPF6、多元有机溶剂和添加剂，其中上述各成份相对于电解液总质量的含量为：所述LiPF6为14.0wt％；所述多元有机溶剂为16wt％的碳酸二乙酯、40wt％碳酸甲乙酯和26wt％碳酸乙烯酯的混合；所述添加剂为1wt％的碳酸亚乙烯酯、0.7wt％的亚硫酸丙烯酯、0.8wt％的硫酸亚乙烯酯、1wt％的二氟草酸硼酸锂和0.5wt％的双氟磺酸亚胺锂的混合，所述电解液注液量为3.5g/Ah。优选地，所述电池的电解液中含有LiPF6、多元有机溶剂和添加剂，其中上述各成份相对于电解液总质量的含量为：所述LiPF6为14.0wt％；所述多元有机溶剂为16wt％的碳酸二乙酯、40wt％碳酸甲乙酯和25.3wt％碳酸乙烯酯的混合；所述添加剂为0.5wt％的碳酸亚乙烯酯、1.5wt％的氟代碳酸乙烯酯、0.7wt％的亚硫酸丙烯酯、1wt％的硫酸亚乙烯酯、0.5wt％的二氟草酸硼酸锂和0.5wt％的三(三甲基硅基)亚磷酸酯的混合；所述电解液注液量为3.5g/Ah。本专利技术的另一个目的是提供一种镍钴锰酸锂叠片软包电池，所述电池由上述本专利技术的方法制成。本专利技术的有益效果为：本专利技术的镍钴锰酸锂叠片软包电池的制备方法，通过38℃～42℃的高温搁置后，在电池制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍钴锰酸锂叠片软包电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nA、制作正极极片和负极极片后组装、注电解液、封口，然后在38℃～42℃搁置34～38小时，制成电池；/nB、预充电前对电池进行第一次辊压；/nC、预充电：对电池进行预充电，充入电量为额定容量的20％～40％；/nD、在38℃～42℃搁置34～38小时后，对电池进行第二次辊压；/nE、化成；/nF、分容；/n其中：所述镍钴锰酸锂的分子式为LiNi

【技术特征摘要】
1.一种镍钴锰酸锂叠片软包电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、制作正极极片和负极极片后组装、注电解液、封口，然后在38℃～42℃搁置34～38小时，制成电池；
B、预充电前对电池进行第一次辊压；
C、预充电：对电池进行预充电，充入电量为额定容量的20％～40％；
D、在38℃～42℃搁置34～38小时后，对电池进行第二次辊压；
E、化成；
F、分容；
其中：所述镍钴锰酸锂的分子式为LiNixCoyMnzO2,其中，0.50≤x≤0.80，0.10≤y≤0.30，x+y+z＝1；所述正极极片涂布面密度≥24mg/cm2；所述负极极片涂布面密度≥13mg/cm2；
所述第一次辊压和所述第二次辊压时间均为5～10秒，两次辊压时两辊缝之间的距离H2与电池辊压前的厚度H1满足：H2＝H1-0.2mm，两次辊压温度为电池生产环境温度。


2.如权利要求1所述的镍钴锰酸锂叠片软包电池的制备方法，其特征在于，所述负极极片的制作包括以下步骤：
A、分别制作第一种浆料和第二种浆料；其中，所述第一种浆料中导电剂为气相生长炭纤维和导电碳黑superp，所述气相生长炭纤维和导电碳黑superp的质量比为2：1；所述第二种浆料导电剂中含有多孔碳；
B、将所述第一种浆料均匀涂覆在铜箔上，烘干；
C、将第二种浆料均匀涂覆在第一种浆料上，烘干。


3.如权利要求2所述的镍钴锰酸锂叠片软包电池的制备方法，其特征在于，所述铜箔表面涂覆有纳米碳散热材料，所述负极极片的导热率为600～1000W/M·K。


4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊丽，杨涛，蔡洪波，李保鹏，康全猛，文甜甜，郝银玲，
申请(专利权)人：河南锂动电源有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41