一种大容量软包锂离子电池及制备方法技术

本发明专利技术涉及大容量软包锂离子电池及其制备方法，大容量软包锂离子电池的正极片和负极片的集流体上设置涂料区和光箔极耳区，涂料区的宽度为350mm以上且长度为550mm以上，涂料区的长度大于涂料区的宽度，光箔极耳区设置在涂料区的长边延伸方向上的一侧且光箔极耳区的宽度占涂料区的宽度的2/3以上；正极片的涂料区上涂覆有正极材料体系，正极材料体系包含有正极分散剂；负极涂料区上涂覆有负极材料体系，负极材料体系中的活性物质为石墨、软碳或硬碳的混合物；正极片上的极耳和负极片上的极耳位于叠片体的长边延伸方向上的两侧。耳位于叠片体的长边延伸方向上的两侧。耳位于叠片体的长边延伸方向上的两侧。

【技术实现步骤摘要】
一种大容量软包锂离子电池及制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种大容量软包锂离子电池及制备方法。

技术介绍

[0002]在新兴科技及能源技术变革的推动下，全球锂电池产业进入快速增长阶段。针对锂离子电池不同的领域、不同的需求，人们已提出和开发了多种锂电技术来满足应用。电池容量增加，电池系统所需电池数量减少，可使电池组装轻量化、紧凑且易于管理。因此，单体大容量锂电池已成为了行业的发展趋势。现有技术中，大容量软包锂离子电池一般通过增加活性物质占比、叠片层数、增大极片尺寸或选用高容量材料等方式提高锂电池容量。
[0003]大容量软包锂离子电池，极片活性物质占比高，对材料选型和浆料均匀及稳定性要求较高，否则易导致电池内部界面一致性差，影响电池的倍率、循环及安全性能。此外，因大容量软包锂离子电池的包装材料多为铝塑膜，受铝塑膜冲坑时形变量影响，其成型深度具有一定的局限性，通过增加极片层数难以实现锂电池的大容量化。
[0004]大容量软包锂离子电池在大电流充放电时，电池电流分布不均匀，极耳区域热量汇聚且电化学极化严重，电池整体会产生较大的温度梯度，温度梯度的存在会导致电池荷电状态不均匀，从而加速电池局部老化，影响电池的使用寿命。因此，需对大容量锂电池材料和结构进行改进，以解决电池的发热问题。
[0005]对于极片尺寸较大的大容量软包锂离子电池，外壳铝塑膜刚性差，电池易出现变形、鼓胀等稳定性差的问题。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种大容量软包锂离子电池及制备方法，该大容量软包锂离子电池实现了锂电池的大容量化，并且有效解决了大容量电池的发热问题和易出现变形、鼓胀等稳定性差的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]作为本专利技术的一个方面，本专利技术的大容量软包锂离子电池包括电池主体、正极极耳、负极极耳和包覆在电池主体外的铝塑膜，电池主体包括负极片、隔膜、正极片和电解液；正极片和负极片的集流体上设置涂料区和光箔极耳区，涂料区的宽度为350mm以上且长度为550mm以上，涂料区的长度大于涂料区的宽度，光箔极耳区设置在涂料区的长边延伸方向上的一侧且光箔极耳区的宽度占涂料区的宽度的2/3以上；正极片的涂料区上涂覆有正极材料体系，正极材料体系包含有正极分散剂；负极片的涂料区上涂覆有负极材料体系，负极材料体系中的活性物质为石墨、软碳或硬碳的混合物，其中石墨占比为60～97％，软碳或硬碳占比为3～40％；负极片、隔膜和正极片依次交替叠片形成叠片体，正极片和负极片的光箔极耳区上分别焊接有极耳，并且正极片上的极耳和负极片上的极耳位于叠片体的长边延伸方向上的两侧。
[0009]具体的，所述正极材料体系还包含正极活性物质、正极导电剂和正极粘结剂，正极活性物质在正极材料体系的占比为96～98％。所述正极分散剂添加含量为干粉重量的0.1～0.6％。正极活性物质为磷酸铁锂，正极导电剂为Super
‑
p和CNTs复合导电剂，正极粘结剂为PVDF，正极分散剂为降粘助剂。
[0010]所述负极材料体系还包括负极导电剂和负极粘结剂，负极活性物质在负极材料体系的占比为94～97％。所述软碳D50为6～10μm，Dmax≤23μm；硬碳D50为4～8μm，Dmax≤17μm。所述负极导电剂为Super
‑
p，所述负极粘结剂为CMC和SBR复合粘结剂。
[0011]所述正极片为长方形且不切圆角。所述正极片上的极耳和负极片上的极耳的厚度均为0.4mm以上。
[0012]所述隔膜为涂胶隔膜，基膜厚度为16～25μm，孔隙率为42～48％，透气度为200～350s/100ml。所述电解液包括溶剂、添加剂和锂盐。其中，溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯；添加剂包括成膜添加剂和低阻抗添加剂；锂盐为六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂的一种或两种的混合物，锂盐浓度为0.8～1.5mol/L。
[0013]作为本专利技术的另一方面，大容量软包锂离子电池电池的制备方法，包括如下步骤：进行化成前预压和化成除气后高温高压静置，老化温度为45～90℃，压力为8～15t，静置时间为5～10h。
[0014]本专利技术具有如下有益效果：
[0015]本专利技术的正极材料中添加分散剂有利于浆料分散均匀及稳定，改善极片内孔隙均匀分布，提高电解液的浸润效果，从而达到降低电池内阻，提高电池循环寿命的目的；负极采用石墨和硬碳或软碳混合，相比于石墨，硬碳或软碳层间距大于石墨层间距，有利于锂离子的嵌入
‑
脱嵌，掺混少量既可保持电池容量和电压平台又可提升电池循环和倍率性能。选用涂胶隔膜主要是因为与极片干粘强度高，可防止大尺寸极片错位，易于电池后期整型；而隔膜的高孔高透气度主要是减小电池阻抗，提升循环寿命。
[0016]为降低发热量、减少电池整体温度梯度差异，提高倍率及循环寿命，电池采用两侧出极耳设计，并增加极耳宽度和厚度，主要是保证大容量电池的极耳过流能力，降低极耳区域的电流密度，减少电池极耳区域热量汇聚和电化学极化，使电池在大电流充放电下电流密度分布更均匀。
[0017]本专利技术所选择的正负极主材配方体系、隔膜、电解液与极耳材料，用于提升导电性，为离子和电子传导创造有利条件，提高锂离子扩散速率，从而提高电池的倍率及循环性能。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0019]图2为正极片的结构示意图；
[0020]图3为对比例2的整体结构示意图。
[0021]附图标记说明：
[0022]1‑
电池主体、2
‑
正极极耳、3
‑
负极极耳、11
‑
正极片、111
‑
正极涂料区、112
‑
正极光箔极耳区、a
‑
正极涂料区的长度、b
‑
正极涂料区的宽度、b
’‑
正极光箔极耳区的宽度。
具体实施方式
[0023]以下结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明：
[0024]在本专利技术的示例性实施方案中，提供了一种大容量软包锂离子电池。参见图1至图2，该大容量软包锂离子电池包括电池主体1、正极极耳2、负极极耳3和包覆在电池主体1外的铝塑膜。其中，所述电池主体1包括负极片、隔膜、正极片和电解液。
[0025]所述正极片包括正极集流体11，具体的，所述正极集流体11为涂碳铝箔。所述正极集流体11上设置正极涂料区111和正极光箔极耳区112，所述正极涂料区111的宽度为350mm以上且长度为550mm以上，所述正极涂料区111的长度a大于正极涂料区111的宽度b。所述正极光箔极耳区112设置在正极涂料区111的长边延伸方向上的一侧且正极光箔极耳区112的宽度b
’
占正极涂料区111的宽度b的2/3以上。所述正极涂料区111上涂覆有正极材料体系，所述正极材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大容量软包锂离子电池，包括电池主体、正极极耳、负极极耳和包覆在电池主体外的铝塑膜，电池主体包括负极片、隔膜、正极片和电解液，其特征在于：正极片和负极片的集流体上设置涂料区和光箔极耳区，涂料区的宽度为350mm以上且长度为550mm以上，涂料区的长度大于涂料区的宽度，光箔极耳区设置在涂料区的长边延伸方向上的一侧且光箔极耳区的宽度占涂料区的宽度的2/3以上；正极片的涂料区上涂覆有正极材料体系，正极材料体系包含有正极分散剂；负极片的涂料区上涂覆有负极材料体系，负极材料体系中的活性物质为石墨、软碳或硬碳的混合物，其中石墨占比为60～97％，软碳或硬碳占比为3～40％；负极片、隔膜和正极片依次交替叠片形成叠片体，正极片和负极片的光箔极耳区上分别焊接有极耳，并且正极片上的极耳和负极片上的极耳位于叠片体的长边延伸方向上的两侧。2.根据权利要求1所述的大容量软包锂离子电池，其特征在于：所述正极材料体系还包含正极活性物质、正极导电剂和正极粘结剂，正极活性物质在正极材料体系的占比为96～98％，正极分散剂添加含量为干粉重量的0.1～0.6％。3.根据权利要求1所述的大容量软包锂离子电池，其特征在于：所述正极活性物质为磷酸铁锂，正极导电剂为Super
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p和CNTs复合导电剂，正极粘结剂为PVDF，正极分散剂为降粘助剂。4.根据权利要求1所述的大容量软包锂离子电池，其特征在于：所述负极材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛云云，
申请(专利权)人：福建巨电新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：