一种锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池及其制备方法，包括以下步骤：S1、对负极片补充金属锂；S2、将正极片、隔膜以及S1制得的负极片进行组装成裸电芯；S3、将S2制得的裸电芯进行封装，烘烤，注入电解液，静置，二次封装制得锂离子电池。本发明专利技术的一种锂离子电池的制备方法，省略化成步骤，降低制造成本，缩短生产时间，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种锂离子电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于具有电压高，能量密度高，自放电小，无记忆效应以及工作范围宽等优点而广泛应用于各种电子产品中。
[0003]现有的锂电池工艺中最重要的工序就是化成，通过化成设备给锂电池第一次充电，形成SEI膜完成产气。但化成设备非常昂贵，同时化成需要消耗电量、人工和时间成本，增加锂电池的制造成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池的制备方法，省略化成步骤，降低制造成本，缩短生产时间，提高生产效率。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、对负极片补充金属锂；
[0008]S2、将正极片、隔膜以及S1制得的负极片进行组装成裸电芯；
[0009]S3、将S2制得的裸电芯进行封装，烘烤，注入电解液，静置，二次封装制得锂离子电池。
[0010]传统的锂离子电池在制备的过程中需要进行化成步骤，以使形成稳定的SEI膜，而本专利技术的制备方法省略化成步骤，使用金属锂对石墨负极进行补充，再组装成裸电芯，加入电解液，金属锂和石墨负极浸泡在电解液中，形成电势差形成一个原电池，锂不断地嵌入石墨层形成六碳锂，随着嵌锂量的增加，整个负极电位不断下降，负极达到成膜电位，即形成SEI膜并完成产气。本专利技术的锂离子电池的制备方法不需要化成，节省了化成步骤，缩短制造周期，节省10
‑
72小时的生产时间，节省了化成设备，化成的人员费用，从而节省锂电池的制造成本，提升产品竞争力。同时，电芯在注液后自动形成电压，能够防止电芯在低点位长时间放置从而出现析铜的风险，更加安全。
[0011]其中，正极片的集流体上涂覆的活性物质层，可以是包括但不限于化学式如Li
a
Ni
x
Co
y
M
z
O2‑
b
N
b
(其中0.95≤a≤1.2，x>0，y≥0，z≥0，且x+y+z＝1,0≤b≤1，M选自Mn，Al中的一种或多种的组合，N选自F,P,S中的一种或多种的组合)所示的化合物中的一种或多种的组合，所述正极活性物质还可以是包括但不限于LiCoO2、LiNiO2、LiVO2、LiCrO2、LiMn2O4、LiCoMnO4、Li2NiMn3O8、LiNi
0.5
Mn
1.5
O4、LiCoPO4、LiMnPO4、LiFePO4、LiNiPO4、LiCoFSO4、CuS2、FeS2、MoS2、NiS、TiS2等中的一种或多种的组合。所述正极活性物质还可以经过改性处理，对正极活性物质进行改性处理的方法对于本领域技术人员来说应该是己知的，例如，可以采用包覆、掺杂等方法对正极活性物质进行改性，改性处理所使用的材料可以是包括但不限于Al，B，P、Zr、Si、Ti、Ge、Sn、Mg、Ce、W等中的一种或多种的组合。而所述正极集流体通常是
汇集电流的结构或零件，所述正极集流体可以是本领域各种适用于作为锂离子电池正极集流体的材料，例如，所述正极集流体可以是包括但不限于金属箔等，更具体可以是包括但不限于铝箔等。
[0012]该锂离子电池还包括电解液，电解液包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂。其中，电解质锂盐可以是高温性电解液中采用的LiPF6和/或LiBOB；也可以是低温型电解液中采用的LiBF4、LiBOB、LiPF6中的至少一种；还可以是防过充型电解液中采用的LiBF4、LiBOB、LiPF6、LiTFSI中的至少一种；亦可以是LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2中的至少一种。而有机溶剂可以是环状碳酸酯，包括PC、EC；也可以是链状碳酸酯，包括DFC、DMC、或EMC；还可以是羧酸酯类，包括MF、MA、EA、MP等。而添加剂包括但不限于成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、控制电解液中H2O和HF含量的添加剂、改善低温性能的添加剂、多功能添加剂中的至少一种。电解液的制备，将六氟磷酸锂(LiPF6)溶解于碳酸二甲酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)混合溶剂中(四者的质量比为3:5:1:2)，得到电解液。
[0013]而所述隔膜可以是本领域各种适用于锂离子电池隔膜的材料，例如，可以是包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、芳纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺，聚酰胺、聚酯和天然纤维等中的一种或多种的组合。
[0014]在一些实施例中，所述S3中电解液的注入量为裸电芯的壳体容积的80％～99％。常规的锂离子电池制备过程电解液的注入量为壳何容积的60％～70％，本专利技术的锂离子电池制备方法的电解液的注入量比常规的注入量多1.5～5倍，以确保裸电芯完成浸润在电解液中，从而使电池在后续静置中形成稳定均匀的SEI膜。壳体的材质包括铝塑膜、不锈钢、铝板中的一种，优选地使用铝塑膜。以3Ah左右的软包电池为例，使用本专利技术的制备方法的电解液注入量为13.5g，是常规制备方法的3倍。
[0015]在一些实施例中，所述S3中静置的时间为2～14天，静置温度为25℃～80℃。静置采用常温或高温静置都可以，高温静置有助于加快成膜速率。
[0016]在一些实施例中，所述S1中补充金属锂的质量为负极片的质量的5％～30％。金属锂的质量过少，不利于形成完整均匀的SEI膜，金属锂的质量过多，容易消耗过多的电解液，导致电池性能下降。
[0017]在一些实施例中，所述S1中补充金属锂具体为将金属锂片压合至负极片、将金属锂粉按压至负极片中或者将金属锂片焊接至负极片。由于金属锂片具有一定的粘性，使用压合方式时，将金属锂片和负极在压辊下进行辊压复合即可。也可以使用金属锂粉按压至负极片，或者将金属锂片超声波焊接至负极片。
[0018]在一些实施例中，所述S2中组装成裸电芯、S3中封装、烘烤、注入电解液在干燥环境下进行。环境中的水气与裸电芯接触，容易导致电芯性能下降，所以在裸电芯制备的几个工序中需要在干燥环境下进行，避免对电芯的影响。
[0019]在一些实施例中，所述S2中烘烤的温度为80℃～120℃，烘烤的时间为2～12小时。控制烘烤温度和时间，使电芯干燥至一定程度。
[0020]在一些实施例中，所述S2中二次封装具体为对静置后的电芯抽出多余电解液，抽出电芯中的气体，密封封装。进行静置成膜时需要较多的电解液，而且会放出部分气体，使电芯体积变大，成膜完成后需抽出多余的电解液，放出里面的气体，再进行密封封装，形成
软包电池。
[0021]在一些实施例中，所述S2二次封装还包括将密封封装后的电芯进行裁剪成型，测试。封装后侧边有多余的壳料，对多余的壳料进行裁剪，除去，修整整齐，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对负极片补充金属锂；S2、将正极片、隔膜以及S1制得的负极片进行组装成裸电芯；S3、将S2制得的裸电芯进行封装，烘烤，注入电解液，静置，二次封装制得锂离子电池。2.根据权利要求1所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述S3中电解液的注入量为裸电芯的壳体容积的80％～99％。3.根据权利要求1所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述S3中静置的时间为2～14天，静置温度为25℃～80℃。4.根据权利要求1所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述S1中补充金属锂的质量为负极片的质量的5％～30％。5.根据权利要求1所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述S1中补充金属锂具体为将金属锂片压合至负极片、将金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟欣，王志斌，涂健，李雄成，
申请(专利权)人：湖南立方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：