石墨烯快充电池的制备方法
【专利说明】石墨稀快充电池的制备方法
[0001 ]
技术领域： 本发明设及一种裡离子电池制备方法，特别设及一种石墨締快充电池的制备方法。
[0002]
【背景技术】： 铁酸裡电池由于先天材料上面的优势，导致其循环性能良好，充电性能优异。但是根据 铁酸裡电池负极的特点，目前其导电性能差是我们必须要面对的问题，而目前的解决方案 是通过提高导电剂含量来实现，运种方案尽管可行，但无形当中会降低电池体系的重量比 能量。石墨締由于其导电性能好，W及硬度和初性优异，它与铁酸裡复合可W有效的提高电 池材料的活性物质比，更重要的是在提高倍率性能的同时可W提高其循环性能。
[0003]
【发明内容】
： 本发明的目的是提供一种石墨締快充电池的制备方法。
[0004] 上述的目的通过W下的技术方案实现： 石墨締快充电池的制备方法，所述方法通过W下步骤实现： 步骤一、通过儘酸裡正极、粘结剂W及导电剂进行涂敷电池正极极片所需浆料的匀浆 工序，制得浆料后，准备涂布； 步骤二、通过溶胶-凝胶法将石墨締与铁酸裡负极材料复合，再在导电剂中加入石墨 締，结合粘结剂进行涂敷电池负极极片所需浆料的匀浆工序，制得浆料后，准备涂布； 步骤=、利用步骤一和步骤二制成的浆料分别进行电池正、负极的涂布工序，且正、负 极极片的上下两侧均留出空锥； 步骤四、进行电池正极极片和负极极片的娠压与剪切工序； 步骤五、进行电池的装配工序： 进行所述正极极片和负极极片烘干工序时，是在真空环境中进行烘干，正极极片烘干 溫度为100°c，烘干时长为12小时;负极极片的烘干溫度为130°C，烘干时长为12小时； 进行所述卷绕工序时:卷绕所采用的纸隔膜能耐180-20(TC的高溫，在卷绕过程中，正 极极片的长度为930± 10mm，负极极片的长度为975± 100mm，极柱直径为31.7±0.5mm。
[0005] 进行所述连接块和集流体的焊接工序时、进行极组与集流体的焊接工序时W及进 行盖子与连接快的焊接工序时，是使用600W的激光焊接方法来完成的； 进行所述入壳工序时，入壳的高度控制在57±1.0mm，压力约为0.6Mpa; 进行所述滚槽翻边工序时:翻边直径为31 ± 40.3mm，翻边尺寸为4.5 ± 0.5mm，滚槽位置 距底壳距离为30.2 ± 0.1mm; 进行所述壳子与连接块的焊接工序时，使用功率为600W的激光焊接机； 进行所述干燥罐密封检测与烘干工序时，密封罐检测的标准为漏率是IX ICT4Pa. 1/s; 进行所述烘干工序时，烘干溫度为130 ± 5 °C ; 进行所述工序时注液与清洗工序时，注液量为14.5 ± 0.5g; 进行所述工序时在装配工序时，将极组放在卷绕机上，上下两端露出锥极耳另外，所选 卷绕的材质为20-40微米厚的隔膜纸； 步骤六、进行电池化成和后处理工序:依次进行化成、高溫老化、后处理、排气、二次清 洗烘干、封口焊接、充电、老化、内阻检测和放电分容的工序。
[0006] 有益效果： 1.本发明首先将负极铁酸裡离材料与石墨締（中博蠢源公司提供的单层石墨一使用 爆破法)进行复合再结合石墨締技术和锥极耳技术来实现儘酸裡-铁酸裡电池常溫快充性 能，同时保持其倍率性能和循环性能。通过W上几个途径来解决运些问题：1.利用溶胶-凝 胶法来实现石墨締与铁酸裡负极材料的复合。2.除了石墨締与铁酸裡复合外，我们还在导 电剂中引入石墨締来提高其导电性能进而提高倍率性能。综上所述，当我们在儘酸裡-铁酸 裡电池中综合利用W上技术时，材料的倍率性能和快充性能有了很大的提高。
[0007] 本发明将石墨締技术，锥极耳技术结合起来，制备出性能优异的铁酸裡电池。其 中，石墨締对于提高电忍的导电性能具有非常重要的意义，可W解决铁酸离负极电导率过 低的瓶颈。
[0008] 锥极耳朵技术可W最大程度上降低电忍的内阻，内阻可W降到传统内阻的五分之 一到十分之一，运可W有效的提高其常溫，低溫和高溫的循环性能。
[0009] 本发明制备的电池利用石墨締对负极的铁酸裡离子电池进行改性，该技术不但克 服了负极导电性能低的缺点，而且具有非常优异的充电性能，六分钟可W充电到90%的容 量。同时还具备超高的循环性能。
[0010] 该技术一般用于电池动力和储能领域，利用其高循环和快充技术可W用在电动汽 车，电动自行车，石油平台等动力设备。由于其抗脉冲能力极强，可W消除电网上面的波峰， 运就能保证其很好的用在电网领域。而且我们W中博蠢源公司生产的单层的石墨締原材料 实现了石墨締和铁酸裡复合。
[00川【附图说明】： 附图1是本发明设及的常溫条件下的不同快速充电性能测试图； 附图2是本发明设及的常溫条件下的不同快速放电的性能测试视图； 附图3是本发明设及的低溫条件下的不同快速充电的性能测试图； 附图4是本发明设及的低溫条件下的不同快速放电的性能测试图； 附图5是本发明设及的常溫5倍率充电/5倍率放电的循环性能测试图； 附图6是本发明设及的的高溫60度条件下3倍率充电/3倍率放电的循环性能测试图； 附图7是本发明的制备流程图。
[0012]【具体实施方式】：
【具体实施方式】一： 本实施方式的石墨締快充电池的制备方法，如图6所示，所述方法通过W下步骤实现： 步骤一、通过儘酸裡正极、粘结剂W及导电剂进行涂敷电池正极极片所需浆料的匀浆 工序，制得浆料后，准备涂布； 步骤二、通过溶胶-凝胶法将石墨締与铁酸裡负极材料复合，再在导电剂中加入石墨 締，结合粘结剂进行涂敷电池负极极片所需浆料的匀浆工序，制得浆料后，准备涂布;其中， 石墨締与铁酸裡负极材料复合，是将铁酸四下醋、石墨締(单层）、P123、叔下醇配成铁源分 散液，W二水醋酸裡、去离子水和叔下醇配成裡源溶液，将混合的铁源分散液转移至微波反 应器中并加热至回流，加入裡源溶液，反应一定时间，冷却，去除溶剂，然后干燥得到石墨締 基铁酸裡前驱体。得到的石墨締基铁酸裡前驱体放置管式炉中，在惰性气体保护下一定溫 度般烧一定时间，得到石墨締/铁酸裡复合材料； 步骤=、利用步骤一和步骤二制成的浆料分别进行电池正、负极的涂布工序，且正、负 极极片的上下两侧均留出空锥，为了方便后面的锥极耳工序； 步骤四、进行电池正极极片和负极极片的娠压与剪切工序； 步骤五、进行电池的装配工序： 进行所述正极极片和负极极片烘干工序时，是在真空环境中进行烘干，正极极片烘干 溫度为l〇〇°C，烘干时长为12小时;负极极片的烘干溫度为130°C，烘干时长为12小时； 进行所述卷绕工序时:卷绕所采用的纸隔膜能耐180-20(TC的高溫，在卷绕过程中，正 极极片的长度为930± IOmm,负极极片的长度为975± 100mm，极柱直径为31.7±0.5mm。
[0013] 进行所述连接块和集流体的焊接工序时、进行极组与集流体的焊接工序时W及进 行盖子与连接快的焊接工序时，是使用600W的激光焊接方法来完成的； 进行所述入壳工序时，入壳的高度控制在57±1.0mm，压力约为0.6Mpa; 进行所述滚槽翻边工序时:翻边直径为31 ± 40.3mm，翻边尺寸为4.5 ± 0.5mm，滚槽位置 距底壳距离为30.2 ± 0.1mm; 进行所述壳子与连接块的焊接工序时，使用功率为600W的激光焊接机； 进行所述干燥罐密封检测与烘干工序时，密封罐检测的标准为漏率是IX ICT4Pa. 1/s; 进行所述烘干工序时，烘干溫度为130 ± 5 °C ; 进行所述工序时注液与清洗工序时，注液量为14.5 ± 0.5g; 进行所述工序时在装配工序时，将极组放在卷绕机上，上下两端露出锥极耳另外，所选 卷绕的材质为20-40微米厚的隔膜纸;进行所述工序时在装配工序时，将极组放在卷绕机 上，上下两端露出锥极耳W便在后道工艺中将进行锥极耳技术的应用。另外，所选卷绕的材 质为20-40微米厚的隔膜纸，装配工序对锥材极耳技术具有非常大的影响，它的成败关系到 最终电池的性能。
[0014] 步骤六、进行电池化成和后处理工序：依次进行化成、高溫老化、后处理、排气、二 次清洗烘干、封口焊接、充电、老化、内阻检测和放电分容的工序。
[001引儘酸裡-铁酸裡，即LiMn204_Li4Ti日012。
[0016]
【具体实施方式】二： 与【具体实施方式】一不同的是，本实施方式的石墨締快充电池的制备方法，步骤一所述 利用儘酸裡、粘结剂W及导电剂进行涂敷电池正极极片所需浆料的匀浆工序，制得浆料的 过程为，选用份数为90-98%左右的儘酸裡、份数为2-4%左右粘的结剂和份数为2-4%左右的 导电剂一起放在混料罐中，W30r/min的揽拌速度进行混合，之后将W醒P为溶剂的PVDF-1700型固体含量为8%左右的粘结剂分S次加入：第一次加入总胶液的15-25%左右，在 300化/min的转速下进行1-2小时的揽拌，直到浆料呈现面团状;之后打开混料罐进行刮料， 然后加入总粘结剂的20%-30%左右，在3000r/min的转速