一种改良负极的制备方法及采用改良负极的圆柱电池技术

本发明专利技术涉及一种改良负极的制备方法，包括步骤：向石墨粉中添加占石墨粉质量

【技术实现步骤摘要】
一种改良负极的制备方法及采用改良负极的圆柱电池


[0001]本专利技术属于圆柱电池
，尤其涉及一种改良负极的制备方法及包含改良负极的圆柱电池
。

技术介绍

[0002]现有的负极都是一整片铜箔上铺满一层石墨；小功率圆柱电池是铜箔和石墨层一块卷绕，引出一个极耳；大功率圆柱电池是铜箔叠铺一层石墨，每一层的边缘均可导电，相比小功率圆柱电池只有极耳导电，大功率圆柱电池的电流传输效率更高；
[0003]现有技术中为了增加铜箔和所涂碳层之间的接触强度，使接触更牢靠，会在石墨粉中加入粘接剂和导电剂混合成料浆，将料浆涂覆在铜箔上，在铜箔上形成具有一定厚度的料浆层，然后由烘箱烘干；在烘干时料浆层中的有机溶剂会大量挥发出来形成烘箱尾气，造成环境污染；然而，处理烘箱尾气需要耗费巨大的成本，造成生产厂家的成本负担；因此存在厂家不对烘箱尾气进行处理直接排放的情况
。
[0004]另外，铜箔生产出来后，如果不进行钝化，会立即氧化，钝化后的铜箔很贵，大约占到整个电池6％～8％的成本；在铜箔表面涂覆负极材料时，铜表面的钝化膜会阻碍涂覆，必须先经过电晕等处理手段除去铜箔表面的钝化膜；采用铜箔作为圆柱电池的负极，会进一步增加圆柱电池的生产成本；而铜箔生产商生产一吨钝化后的铜箔会产生几十万吨废水，对于环境的污染也比较大
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种改良负极的制备方法及采用改良负极的圆柱电池
。
[0006]一种圆柱电池中改良负极的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤
1、
制备含硅石墨纸：向石墨粉中添加占石墨粉质量1％～5％的硅粉，用酸液浸泡石墨粉和硅粉的混合物，然后在石墨膨胀炉中进行高温膨化，除杂后在均匀压力下进行预压，将石墨粉和硅粉的膨化体预压成块状，再进行轧制，得到内部具备蓬松结构的含硅石墨纸；硅和石墨混合在一起做成含硅石墨纸时，硅粉的膨胀被大大约束了，降低了硅粉膨胀对电池性能的影响；
[0008]步骤
2、
在含硅石墨纸上迅速涂布负极材料，制得圆柱电池的改良负极
。
[0009]作为优选，步骤1中酸液为浓硫酸，或浓硫酸和浓硝酸的混合液；石墨粉的纯度为
97
％～
99
％
。
[0010]作为优选，步骤1中：
[0011]将石墨粉和硅粉的膨化体预压成块状后直接用轧辊轧紧实，得到含硅石墨纸；
[0012]或者将石墨粉和硅粉的膨化体预压成块状后，在表面涂布一些混有负极材料浆料的石墨粉，石墨粉被浆料带至具备蓬松结构的块状内部的孔隙中，再用轧辊轧紧实，得到含硅石墨纸；
[0013]制备含硅石墨纸时，向石墨粉中添加占石墨粉质量1％～5％的包裹有碳的硅粉
。
[0014]一种采用上述方法制得的改良负极的圆柱电池，包括电池外壳
、
盖帽
、
正极集流盘
、
裸电芯和底部壳体；盖帽设于电池外壳顶部，底部壳体位于电池外壳底部，电池外壳内设有正极集流盘和裸电芯；
[0015]裸电芯由正极
、
隔膜和改良负极按顺序卷绕得到，正极的端部被揉平舒展于裸电芯的其中一个端面，形成正极伸出部，改良负极的端部被揉平舒展于裸电芯的另一个端面，形成负极伸出部；正极伸出部与正极集流盘焊接；负极伸出部与电池的底部壳体很难焊接，由锂电负极通用粘接剂与底部壳体相互粘接
。
[0016]另一种采用上述方法制得的改良负极的圆柱电池，包括电池外壳
、
盖帽
、
裸电芯和底部壳体；盖帽设于电池外壳顶部，底部壳体位于电池外壳底部，电池外壳内设有裸电芯；
[0017]裸电芯由正极
、
隔膜和改良负极按顺序卷绕得到；正极的端部引出有正极耳，正极耳与盖帽焊接；改良负极的端部引出有负极耳，负极耳与电池的底部壳体很难焊接，由锂电负极通用粘接剂与底部壳体相互粘接
。
[0018]另一种圆柱电池中改良负极的制备方法，包括以下步骤：
[0019]步骤
1、
制备含硅石墨纸：向石墨粉中添加占石墨粉质量1％～5％的硅粉，用酸液浸泡石墨粉和硅粉的混合物，然后在石墨膨胀炉中进行高温膨化，除杂后在均匀压力下进行预压，将粉状的石墨粉和硅粉膨化体预压成块状，再进行轧制，得到内部具备蓬松结构的含硅石墨纸；向石墨粉中添加硅粉，可以增加电池容量5％左右；
[0020]步骤
2、
安装铜斜拉网生产设备
、
带冷却段的退火设备和涂布设备；将铜斜拉网生产设备刚生产的孔径为
0.5mm
～
3mm
的未经退火的硬质铜斜拉网，在退火设备中边通入氢气边退火冷却；然后将步骤1制得的含硅石墨纸通过粘结剂粘接在铜斜拉网上，由涂布设备在铜斜拉网和含硅石墨纸的粘接体上迅速涂布负极材料，制得圆柱电池的改良负极；采用铜斜拉网可以大量节约铜材；在制备锂电池负极时，直接接续铜箔的生产工艺，铜箔生产出来，退火后马上进行涂覆，因此铜斜拉网没有发生钝化的时间，避免了铜箔氧化问题，省去了处理钝化所产生的废水治理成本；负极材料涂布时，整个过程不接触空气，会大大提升接触强度
。
[0021]作为优选，步骤1中：
[0022]将石墨粉和硅粉的膨化体预压成块状后直接用轧辊轧紧实，得到含硅石墨纸；
[0023]或者将石墨粉和硅粉的膨化体预压成块状后，在表面涂布一些混有负极材料浆料的石墨粉，石墨粉被浆料带至具备蓬松结构的块状内部的孔隙中，再用轧辊轧紧实，得到含硅石墨纸；
[0024]制备含硅石墨纸时，向石墨粉中添加占石墨粉质量1％～5％的包裹有碳的硅粉
。
[0025]一种采用上述方法制得的改良负极的圆柱电池，包括电池外壳
、
盖帽
、
正极集流盘
、
裸电芯和底部壳体；盖帽设于电池外壳顶部，底部壳体位于电池外壳底部，电池外壳内设有正极集流盘和裸电芯；裸电芯由正极
、
隔膜和改良负极按顺序卷绕得到，正极的端部被揉平舒展于裸电芯的其中一个端面，形成正极伸出部改良负极中铜斜拉网与含硅石墨纸错位粘接，二者的粘接后形成的负极两端分别为含硅石墨纸和铜斜拉网，中部为含硅石墨纸和铜斜拉网重叠部；负极的铜斜拉网端部被揉平舒展于裸电芯的上端面或下端面，形成负极伸出部；正极伸出部与正极集流盘焊接；负极伸出部与电池的底部壳体很难焊接，由锂电
负极通用粘接剂与底部壳体相互粘接，该负极的设计节约了电池内部空间，可以提升5％～8％的电池容量
。
[0026]另一种采用上述方法制得的改良负极的圆柱电池，包括电池外壳
、
盖帽
、
裸电芯和底部壳体；盖帽设于电池外壳顶部，底部壳体位于电池外壳底部，电池外壳内设有裸电芯；
[0027]裸电芯由正极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种圆柱电池中改良负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
1、
制备含硅石墨纸：向石墨粉中添加占石墨粉质量
1%
～
5%
的硅粉，用酸液浸泡石墨粉和硅粉的混合物，然后进行高温膨化，除杂后在均匀压力下进行预压，将石墨粉和硅粉的膨化体预压成块状，再进行轧制，得到含硅石墨纸；步骤
2、
在含硅石墨纸上迅速涂布负极材料，制得圆柱电池的改良负极
。2.
根据权利要求1所述圆柱电池中改良负极的制备方法，其特征在于：步骤1中酸液为浓硫酸，或浓硫酸和浓硝酸的混合液；石墨粉的纯度为
97%
～
99
％
。3.
根据权利要求1所述圆柱电池中改良负极的制备方法，其特征在于，步骤1中：将石墨粉和硅粉的膨化体预压成块状后直接用轧辊轧紧实，得到含硅石墨纸；或者将石墨粉和硅粉的膨化体预压成块状后，在表面涂布一些混有负极材料浆料的石墨粉，石墨粉被浆料带至具备蓬松结构的块状内部的孔隙中，再用轧辊轧紧实，得到含硅石墨纸；制备含硅石墨纸时，向石墨粉中添加占石墨粉质量
1%
～
5%
的包裹有碳的硅粉
。4.
一种采用权利要求1所述方法制得的改良负极的圆柱电池，包括电池外壳（
13
）
、
盖帽（8）
、
正极集流盘（
11
）
、
裸电芯（7）和底部壳体（6）；盖帽（8）设于电池外壳（
13
）顶部，底部壳体（6）位于电池外壳（
13
）底部，电池外壳（
13
）内设有正极集流盘（
11
）和裸电芯（7）；其特征在于：裸电芯（7）由正极（2）
、
隔膜（1）和改良负极（3）按顺序卷绕得到，正极的端部被揉平舒展于裸电芯（7）的其中一个端面，形成正极伸出部（
12
），改良负极（3）的端部被揉平舒展于裸电芯（7）的另一个端面，形成负极伸出部（
10
）；正极伸出部（
12
）与正极集流盘（
11
）焊接；负极伸出部（
10
）由锂电负极通用粘接剂与底部壳体（6）相互粘接
。5.
一种采用权利要求1所述方法制得的改良负极的圆柱电池，包括电池外壳（
13
）
、
盖帽（8）
、
裸电芯（7）和底部壳体（6）；盖帽（8）设于电池外壳（
13
）顶部，底部壳体（6）位于电池外壳（
13
）底部，电池外壳（
13
）内设有裸电芯（7）；其特征在于：裸电芯（7）由正极（2）
、
隔膜（1）和改良负极（3）按顺序卷绕得到；正极（2）的端部引出有正极耳（5），正极耳（5）与盖帽（8）焊接；改良负极（3）的端部引出有负极耳（4），负极耳（4）由锂电负极通用粘接剂与底部壳体（6）相互粘接
。6.
一种圆柱电池中改良负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
1、
制备含硅石墨纸：向石墨粉中添加占石墨粉质量
1%
～
5%
的硅粉，用酸液浸泡石墨粉和硅粉的混合物，然后进行高温膨化，除杂后在均匀压力下进行预压，将粉状的石墨粉和硅粉膨化体...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢振华，谢思雨，
申请(专利权)人：宜兴市惠华复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：