一种用于新能源的动力电池包装工艺的制作方法

文档序号:11137016阅读:1386来源:国知局

本发明涉及动力电池制作技术领域,具体的是一种电池包装工艺。



背景技术:

在锂离子电池制作工艺中,一般是采用先将隔膜定位,在将正负极板定位的方法进行卷绕,但是该工艺制备的电池容易在隔膜与正负极极板之间产生空隙,容易引起电解液的外流,产生充电不足;目前也有研究者开始关注这一现象,如公开号为CN1992414A(2007-07-04)的中国专利通过增加夹持构件来避免空隙的产生,但是该方法需要额外增加卷绕所需部件,也没有对正负极极板及隔膜的放入方式进行详细描述;另外,在电池卷绕后通常会将绕制电池用的卷针抽出,如公开号为CN101188308A(2008-05-28)的中国专利采用多层卷绕方式进行圆柱电池的制作,制作完后需要将卷针抽出,这样不仅造成原材料的浪费,而且使工艺复杂;最后,在电池制作工艺中,对电池的密封很重要,目前都是采用直接灌入密封胶的方式进行,但是当电池使用长时间后,该方式密封效果不是很好;其它的电池密封方式则是采用复杂的机器制作,不仅工艺复杂而且成本高。



技术实现要素:

本发明为解决以上技术问题提供了一种电导性和离子扩散性能好,电池容量大,工艺简单的的电池包装工艺。本发明是采用如下方案实现的:

一种用于新能源的动力电池包装工艺,包括如下步骤,

步骤一,将镍钴锰酸锂正极材料、导电剂混合研磨,制成正极粉末,将正极粉末和粘结剂的水溶液混合成浆料,涂覆于集流体铝箔,于80~150℃下干燥,经辊压后形成厚度为150~250μm的正极片,压实密度为1.8~2.5g/cm3

步骤二,将具有活性物质的负极材料负极材料、导电剂与羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶粘结剂的水溶液混合成浆料,涂覆于集流体,于80~150℃下干燥,经辊压后形成厚度为150~250μm的负极片,压实密度为1.3~1.8g/cm3

步骤三,在步骤一得到的正极片上焊接正极极耳,在步骤二得到的负极片上焊接负极极耳;

步骤四,将电池负极片、隔膜、正极片对叠并卷绕,制成螺旋状电池芯,螺旋状电池芯插入绝缘电池壳体,绝缘板置于螺旋状电池芯的上下表面,正极铝极耳与负极极耳分别穿过绝缘壳体引出到电池的外表面;

步骤五,向电池壳体内注入电解质溶液,得到镍钴锰酸锂动力电池。

优选地,步骤一和步骤二中,导电剂选用炭黑、石墨、纳米氧化铝、纳米二氧化硅中的至少一种。

优选地,步骤一中,正极材料粘结剂选用丙烯酸-苯乙烯聚合物、丙烯酸-硅氧聚合物、苯乙烯-丙烯酸酯聚合物、苯乙烯-丁二烯聚合物、丁二烯-丙烯腈聚合物或丙烯酸类聚合物中的至少一种。

优选地,步骤二中,具有活性物质的负极材料包括活性物质碳材料和活性物质非碳材料。

优选地,所述活性物质碳材料选用天然石墨,活性物质非碳材料选用硅单质、硅化合物、硅合金、硅碳复合物、硅金属复合物、锡单质和锡化合物中的至少一种。

优选地,步骤二中,负极材料粘结剂选用羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶的混合物。

优选地,步骤一中,正极的浆料的重量百分比配比为:正极材料67~90%,导电剂0~13%,丙烯酸类聚合物5~35%。

优选地,步骤二中,负极的浆料的重量百分比配比为:负极材料85~96%,导电剂1~5%,羧酸甲基纤维素钠2~5%,丁苯橡胶1~5%。

优选地,步骤四中,电池壳体外表面依次从外朝里还设置有塑料薄膜层和热熔胶层。

优选地,所述塑料薄膜是PET热收缩薄膜。

本发明的用于新能源的动力电池包装工艺,使用的原材料来源广泛,价格便宜,成本低廉,且替代物多。本发明工艺简单,可控性好,安全性和稳定性好,易实现工业化规模生产;本发明的电池壳体外依次设有塑料薄膜层和热熔胶层,实现了具有单向热收缩功能的薄膜材料取代了传统的金属材料,包装成本低,制造简单;本发明电池结构稳定,具有良好的循环使用性能。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

将镍钴锰酸锂与炭黑、石墨按照质量比为8.5:0.5:0.5混合研磨,制成正极粉末。将正极粉末与丙烯酸-苯乙烯聚合物按照质量比为9.5:0.5加入去离子水中制成浆料,涂覆于铝箔的两面,在110℃条件下干燥,辊压形成250μm的极片,压实密度为2g/cm3,得到正极极片。

所述具有活性物质的负极材料包括活性物质碳材料和活性物质非碳材料。

活性物质碳材料选用天然石墨,活性物质非碳材料选用硅单质、硅化合物、硅合金、硅碳复合物、硅金属复合物、锡单质和锡化合物中的至少一种。

步骤二中,负极材料粘结剂选用羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶的混合物。

将天然石墨与纳米氧化铝、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶按照质量比为8.8:0.1:0.2:0.5:0.5的配比加入去离子水中混合,制成负极浆料,将浆料均匀的涂覆于铜箔的刘两面,在120℃的条件下干燥,辊压形成180μm的极片,压实密度为1.2g/cm3,得到负极极片。

将正极极耳焊接到正极极片上,将负极极耳上焊接到负极极片上。

将电池负极片、隔膜、正极片对叠并卷绕,制成螺旋状电池芯,螺旋状电池芯插入电池壳体,将电池壳体下端面使用绝缘板密封,在电池壳体内注入电解质溶液,绝缘密封电池壳体的上端面,并且将正极极耳和负极极耳穿过电池壳体的上端面突出于上端面的外表面,制成镍钴锰酸锂动力电池。

实施例2

将镍钴锰酸锂与炭黑、纳米氧化铝按照质量比为8.7:0.3:3.5混合研磨,制成正极粉末。将正极粉末与苯乙烯-丙烯酸酯聚合物按照质量比为9:1加入去离子水中制成浆料,涂覆于铝箔的两面,在130℃条件下干燥,辊压形成180μm的极片,压实密度为2.1g/cm3,得到正极极片。

将天然石墨与炭黑、纳米二氧化硅、与羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶按照质量比为9.3:0.3:0.2:0.2:0.5的配比加入去离子水中混合,制成负极浆料,将浆料均匀的涂覆于铜箔的两面,在120℃的条件下干燥,辊压形成230μm的极片,压实密度为1.4g/cm3,得到负极极片。

将正极极耳焊接到正极极片上,将负极极耳上焊接到负极极片上。

将电池负极片、隔膜、正极片对叠并卷绕,制成螺旋状电池芯,螺旋状电池芯插入电池壳体,将电池壳体下端面使用绝缘板密封,在电池壳体内注入电解质溶液,绝缘密封电池壳体的上端面,并且将正极极耳和负极极耳穿过电池壳体的上端面突出于上端面的外表面,制成镍钴锰酸锂动力电池。

实施例3

将镍钴锰酸锂与炭黑、石墨按照质量比为8.5:0.5:0.5混合研磨,制成正极粉末。将正极粉末与丙烯酸-硅氧聚合物按照质量比为9.5:0.5加入去离子水中制成浆料,涂覆于铝箔的两面,在110℃条件下干燥,辊压形成250μm的极片,压实密度为2g/cm3,得到正极极片。

将天然石墨与炭黑、纳米氧化铝、与羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶按照质量比为9.3:0.3:0.1:0.2:0.5的配比加入去离子水中混合,制成负极浆料,将浆料均匀的涂覆于铜箔的刘两面,在120℃的条件下干燥,辊压形成180μm的极片,压实密度为1.2g/cm3,得到负极极片。

将正极极耳焊接到正极极片上,将负极极耳上焊接到负极极片上。

将电池负极片、隔膜、正极片对叠并卷绕,制成螺旋状电池芯,螺旋状电池芯插入电池壳体,将电池壳体下端面使用绝缘板密封,在电池壳体内注入电解质溶液,绝缘密封电池壳体的上端面,并且将正极极耳和负极极耳穿过电池壳体的上端面突出于上端面的外表面,制成镍钴锰酸锂动力电池。

实施例4

将镍钴锰酸锂与纳米氧化铝、石墨按照质量比为8.5:0.5:0.5混合研磨,制成正极粉末。将正极粉末与苯乙烯-丁二烯聚合物按照质量比为9.5:0.5加入去离子水中制成浆料,涂覆于铝箔的两面,在110℃条件下干燥,辊压形成180μm的极片,压实密度为2.3g/cm3,得到正极极片。

将天然石墨与纳米氧化铝、纳米二氧化硅、与羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶按照质量比为9.3:0.4:0.1:0.2:0.5的配比加入去离子水中混合,制成负极浆料,将浆料均匀的涂覆于铜箔的刘两面,在120℃的条件下干燥,辊压形成210μm的极片,压实密度为1.5g/cm3,得到负极极片。

将正极极耳焊接到正极极片上,将负极极耳上焊接到负极极片上。

将电池负极片、隔膜、正极片对叠并卷绕,制成螺旋状电池芯,螺旋状电池芯插入电池壳体,将电池壳体下端面使用绝缘板密封,在电池壳体内注入电解质溶液,绝缘密封电池壳体的上端面,并且将正极极耳和负极极耳穿过电池壳体的上端面突出于上端面的外表面,制成镍钴锰酸锂动力电池。

实施例5

将镍钴锰酸锂与石墨按照质量比为8.0:1.1混合研磨,制成正极粉末。将正极粉末与丁二烯-丙烯腈聚合物按照质量比为9.1:0.9加入去离子水中制成浆料,涂覆于铝箔的两面,在90℃条件下干燥,辊压形成250μm的极片,压实密度为2.5g/cm3,得到正极极片。

将天然石墨与纳米氧化铝、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶按照质量比为8.9:0.5:0.4:0.7的配比加入去离子水中混合,制成负极浆料,将浆料均匀的涂覆于铜箔的刘两面,在80℃的条件下干燥,辊压形成150μm的极片,压实密度为1.0g/cm3,得到负极极片。

将正极极耳焊接到正极极片上,将负极极耳上焊接到负极极片上。

将电池负极片、隔膜、正极片对叠并卷绕,制成螺旋状电池芯,螺旋状电池芯插入电池壳体,将电池壳体下端面使用绝缘板密封,在电池壳体内注入电解质溶液,绝缘密封电池壳体的上端面,并且将正极极耳和负极极耳穿过电池壳体的上端面突出于上端面的外表面,制成镍钴锰酸锂动力电池。

电池壳体外表面依次从外朝里还设置有塑料薄膜层和热熔胶层,塑料薄膜是PET热收缩薄膜,这样设计实现了具有单向热收缩功能的薄膜材料取代了传统的金属材料,包装成本低,制造简单。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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