一种高性能锂电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能锂电池的制备方法，包括：将热粘性隔膜置于正负极片之间，并制成电芯，所述热粘性隔膜为在预设温度或压力下，对电极材料具有粘附作用的隔膜；将电芯进行预热和/或平压处理，所述预热处理的温度大于或等于所述热粘性材料的软化温度，且小于所述热粘性材料的融化温度；所述平压处理的压强大于等于热粘性材料的屈服极限；将预热和/或平压处理后的电芯进行整形处理；将整形后的电芯经过后处理，得到锂离子电池。相应的，本发明专利技术还提供一种由上述方法制得的锂电池。采用本发明专利技术，能同时实现降低能耗，简化工艺条件，简化设备，简化原料，且电池的外观尺寸一致性和稳定性高，性能一致性和稳定性高。

A high performance lithium battery and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种高性能锂电池及其制备方法
本专利技术涉及锂电池的
，特别涉及一种高性能锂电池及其制备方法。
技术介绍
目前动力锂电池制造工艺流程如下，打浆-涂布-制片-卷绕(叠片)-整形-封装-注液-陈化-高温高压化成-二次封装-分容。其中化成是形成SEI固体电解质膜的关键，直接影响锂电池电性能和安全性能，是电池性能最关键的工艺。现有的化成可分为热压化成、高温化成和高压化成，其在化成的同时，通过高温高压外部条件等使正负极与隔膜的界面阻抗降低，提高锂离子通过性，加速SEI膜的形成和提高其致密程度，从而提高锂离子电池性能。但此类工艺具有以下缺点：1、需要长时间高温加热，能耗高；2、设备复杂昂贵，需要配合设置夹具，人工操作危险性大，具有较大的安全隐患；3、对电解液要求高，需要添加价格昂贵的耐高温电解液；4、电池性能差异大，因为在高压下，热量从夹具传递到电芯外端面再向里层传递，电芯外层隔膜的凝胶层比里层的最先达到软化点，并先发生形变。这样导致电芯外层隔膜受高温辐射时间最长，形变最大，锂离子通过性因内外层差异而差异，导致电芯内外层电性能不一致，电芯间的差异无法准确控制。即，现有的锂电池制作方法无法同时解决能耗高、设备复杂昂贵、电解液特殊昂贵以及电池性稳定等技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种高性能锂电池的制备方法，能同时实现降低能耗，简化工艺条件，简化设备，简化原料，且电池的外观尺寸一致性和稳定性高，性能一致性和稳定性高。本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种高性能锂电池，成本低，外观尺寸一致性和稳定性高，性能一致性和稳定性高。为达到上述技术效果，本专利技术提供了一种高性能锂电池的制备方法，包括：将热粘性隔膜置于正负极片之间，并制成电芯，所述热粘性隔膜为在预设温度或压力下，对电极材料具有粘附作用的隔膜；将电芯进行预热处理和/或平压处理，所述预热处理的温度大于等于所述热粘性材料的软化温度，且小于所述热粘性材料的融化温度；所述平压处理的压强大于等于热粘性材料的屈服极限；将预热和/或平压处理后的电芯进行整形处理；将整形后的电芯经过后处理，得到锂离子电池。作为上述方案的改进，所述热粘性隔膜为表面涂覆热粘性材料的隔膜，或者热粘性材料嵌入基材制成的隔膜，或者由热粘性材料制成的隔膜。作为上述方案的改进，所述热粘性材料为PVDF均聚物、PVDF共聚物、聚酰胺、亚克力、聚丙烯晴中的一种或多种。作为上述方案的改进，所述预热处理的温度为55～150℃，加热时间为30s～60min。作为上述方案的改进，所述平压压力为0.1MPa～10MPa，时间为10S～5min。作为上述方案的改进，所述后处理依次包括：将整形后的电芯进行封装、注液、陈化、化成、分容，得到锂离子电池。作为上述方案的改进，所述化成为常温常压化成、高压化成、高温化成或高温高压化成。作为上述方案的改进，所述化成为常温常压化成，化成的温度为20～90℃，化成的压力为0～4MPa，化成时间为1～6h。作为上述方案的改进，所述整形处理的整形压力为0.1～6MPa，整形时间为15s～30min，整形温度为55～150℃。作为上述方案的改进，所述陈化的温度在35～65℃，陈化的时间1～24h。相应的，本专利技术还公开了一种由上述的制备方法制成的高性能锂电池。实施本专利技术具有如下有益效果：本专利技术将热粘性隔膜置于正负极片之间，通过卷绕或叠片的形式制成电芯，经预热和/或平压、整形、封装、注液、陈化、化成和分容后制成高性能锂离子电池，能同时实现降低能耗，简化工艺条件，减少设备投入，减少安全隐患，降低电解液使用要求，电池配组成品率高，且保证电池的外观尺寸一致性和稳定性高，性能一致性和稳定性高，具体如下：(1)本专利技术选用热粘性隔膜，将其置于正负极片之间，经过合适的预热处理，可以使锂电池电芯每一层隔膜、极片、同一层隔膜、极片不同区域均较好的达到预设的温度内，极大的缩小了隔膜、极片及其不同区域的温度差，提高了每个区域的粘结力的稳定性，提高了电池电芯每层极片与隔膜的界面稳定性，从而提高锂电池的性能一致性和稳定性。(2)本专利技术将具有热粘性隔膜的电芯进行预热处理，预热处理的温度大于等于热粘性材料的软化温度，且小于热粘性材料的融化温度，使得热粘性材料充分均匀的受热，并达到均一的扩散温度，保证电池不但具有良好的性能，还具有良好的性能一致性和稳定性。(3)本专利技术将具有热粘性隔膜的电芯进行平压处理，平压的压力大于等于热粘性材料的屈服极限，使热粘性材料塑性变形嵌入正负极材料之间，减小界面阻抗，降低正负极材料在电池充放电过程中形变量，提高电池的一致性。(4)本专利技术配合上述热粘性隔膜以及预热和/或平压步骤，对整形工艺进行调整，可使电池里面的极片、隔膜更紧密相接，提高外观尺寸一致性和稳定性。(5)本专利技术通过热粘性隔膜以及预热和/或平压、整形步骤的协同效应，提前制取了具有界面一致性良好的锂电池电芯，无需在常规工艺中的化成工序进行高温高压等操作。因此，本专利技术的化成可以选用常温常压化成，优化动力电池制备过程，无需在高温高压下进行化成，无需配置操作设备，降低电解液要求，避免了人工危险操作，提高了电池制备的安全系数，同时提高了电池性能的稳定性和一致性。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术作进一步地详细描述。现有锂电池的制备方法，其化成步骤一般通过高温高压外部条件等使正负极与隔膜的界面阻抗降低，提高锂离子通过性，加速SEI膜的形成和提高其致密程度，导致了现有锂电池制备方法具有能耗高、设备复杂昂贵、电解液特殊昂贵以及电池性稳定差等问题。为此，本专利技术提供了一种高性能锂电池的制备方法，该锂电池可以是卷绕式锂离子电池、叠片式锂离子电池、方形锂离子电池、软包锂离子电池等液态锂离子电池、聚合物锂电池、半固态锂离子电池和全固态锂离子电池。而且，本专利技术锂电池尤其是指动力锂电池，该动力锂电池可以应用于全电力动力汽车、混合动力汽车或电动自动车。所述高性能锂电池的制备方法，包括：(1)将热粘性隔膜置于正负极片之间，并制成电芯；(2)将电芯进行预热处理和/或平压处理，所述预热处理的温度大于等于所述热粘性材料的软化温度，且小于所述热粘性材料的融化温度；所述平压处理的压强大于等于热粘性材料的屈服极限。(3)将预热和/或平压后的电芯进行整形处理；(4)将整形后的电芯经过后处理，得到锂离子电池。其中，所述热粘性隔膜是指在预设温度或压力下，对电极材料具有粘附作用的隔膜，可以是表面涂覆热粘性材料的隔膜，或者热粘性材料嵌入基材制成的隔膜，或者由热粘性材料制成的隔膜，但不限于此。需要说明的是，只要具有热粘性能且能导通锂离子，适用于动力锂电池的正负极片之间，均属于本专利技术的保护范围。所述热粘性隔膜的预设温度或压力会根据不同材料而有所不同。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能锂电池的制备方法，其特征在于，包括：/n将热粘性隔膜置于正负极片之间，并制成电芯，其中，所述热粘性隔膜为在预设温度或压力下，对电极材料具有粘附作用的隔膜；/n将电芯进行预热处理和/或平压处理，所述预热处理的温度大于等于所述热粘性材料的软化温度，且小于所述热粘性材料的融化温度，所述平压处理的压强大于等于热粘性材料的屈服极限；/n将预热和/或平压处理后的电芯进行整形处理；/n将整形后的电芯经过后处理，得到锂离子电池。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能锂电池的制备方法，其特征在于，包括：
将热粘性隔膜置于正负极片之间，并制成电芯，其中，所述热粘性隔膜为在预设温度或压力下，对电极材料具有粘附作用的隔膜；
将电芯进行预热处理和/或平压处理，所述预热处理的温度大于等于所述热粘性材料的软化温度，且小于所述热粘性材料的融化温度，所述平压处理的压强大于等于热粘性材料的屈服极限；
将预热和/或平压处理后的电芯进行整形处理；
将整形后的电芯经过后处理，得到锂离子电池。


2.如权利要求1所述的高性能锂电池的制备方法，其特征在于，所述热粘性隔膜为表面涂覆热粘性材料的隔膜，或者热粘性材料嵌入基材制成的隔膜，或者由热粘性材料制成的隔膜。


3.如权利要求1所述的高性能锂电池的制备方法，其特征在于，所述热粘性材料为PVDF均聚物、PVDF共聚物、聚酰胺、亚克力、聚丙烯晴中的一种或多种。


4.如权利要求1所述的高性能锂电池的制备方法，其特征在于，所述预热处理的温度为55～150℃，加热时间为30s～60min；
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄新荣，苏志斌，黄美容，
申请(专利权)人：佛山市金辉高科光电材料股份有限公司，芜湖金辉新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44