一种锂离子动力电池及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种锂离子动力电池及其制备方法。所述锂离子动力电池的电芯由正极极片、负极极片和隔膜采用叠片方式制成；所述正极极片的浆料原料包括正极活性物质和辅助剂，浆料合成过程中采用惰性气体保护，所述正极活性物质为LiNiXCoYM1?X?YO2，其中0.6≤X≤1.0，0≤Y≤0.4，M为Mn、Mg、Al和Cr中的一种或多种，所述辅助剂为分子量≤500的有机酸；所述隔膜为陶瓷隔膜；所述电芯的两侧均加设至少一组铜箔和铝箔。所述的锂离子动力电池的安全性能非常好，而且能量密度高达220Wh/Kg。
【专利说明】
-种裡离子动力电池及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及电池制造领域，特别设及一种裡离子动力电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展和科技的进步，裡离子电池作为新一代能源系统得到了广泛的应 用。裡离子电池作为动力电源，相比传统油类动力电源，其具有高安全性，无污染等优点，使 得裡电池极具车用电源应用前景，目前，国内外已成功生产纯电动汽车并已广泛销售。
[0003] 目前，新能源汽车产业已成为必然性和历史性，作为新能源汽车的"屯、脏"一-裡 离子动力电池将成为新能源产业的核屯、技术领域。我国汽车裡离子动力电池研发项目一直 是国家"863"的重点项目，包括美国的江森自控、A123和日本的松下公司、东芝公司W及韩 国的S星、LG公司等一些国外企业已相继开发出了相应的动力电池，并实现批量产业化。但 随着动力电池应用范围领域和市场份额的不断扩大，对动力电池的要求也越来越高，尤其 是电池的能量密度和安全性。
[0004] 提高电池的能量密度主要通过W下两个方面:一是提高材料的比容量，尤其是正 极材料的比容量，二是提高电池的工作电压，而运两方面主要由材料本身的特性决定。目前 动力电池常见的=类材料为憐酸铁裡、儘酸裡和=元材料。
[0005] 憐酸铁裡电池有较长的使用寿命且安全性高，但由于它相对较低的比容量（~ 140mAh/g)及较低的电压(3.2V)，导致了它的能量密度较低（100~130Wh/Kg);儘酸裡电池 的电压虽高(3.8V)，但由于其比容量很低(约为lOOmAh/g)，同样能量密度也相对较低(90~ 120Wh/Kg);S元材料由于较高的比容量及高的电输出压，其能量密度相对较高，可W达到 150 怖/Kg W上。
[0006] 然而，=元材料还是存在一些技术性的缺陷，主要是安全性问题，W=元裡电池为 例，S元裡电池中的主要材料--儀钻侣S元正极或儀钻儘S元正极等层状结构材料的高溫 稳定性较差，容易造成危险，尤其是大容量电池，在电池短路和穿刺的情况下，电池容易出 现起火和爆炸的现象。可见，现有的=元裡电池在大容量条件下，安全存在一定的问题，而 电动汽车需要大容量的电池，如要将运种电池在电动汽车上应用，必须解决安全的问题。
[0007] 再者，在无人机及太空检测器等一些应用技术领域对电池的质量能量密度和体积 能量密度要求比较高。纵观现有的公开专利，申请号为CN201110343308.2的专利申请文件 公开了一种=元材料裡离子电池正极用极片及其涂布方法，其主要是解决胀气问题，节约 成本，而且该专利中并未给出电池的能量密度。申请号为CN200810094863.4的专利申请文 件公开了一种非水电解质二次电池及其制造方法，该专利的机理是在正极材料表面形成一 层多孔质层，目的是解决电池的胀气和膨胀率，提高电池的循环性能，其也同样未给出电池 的能量密度。本申请的发明人在研发过程中，按照上述两个专利申请文件公开的方案进行 测定时，发现上述两个专利获得的电池的能量密度与目前常规的商品化裡电池相当，仅能 达到180~200Wh/kg，而运一水平仍不足W满足某些高端领域的需求，因此迫切需要开发出 更高能量密度的电池。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的=元裡电池安全性差、而 且电池能量密度相对较低的缺陷，而提供了一种裡离子动力电池及其制备方法。所述的裡 离子动力电池的安全性能非常好，而且能量密度高达220Wh/KgW上。
[0009] 本发明是采用如下技术方案来解决上述技术问题的：
[0010] 本发明提供了一种裡离子动力电池的制备方法，其特点在于，所述裡离子动力电 池的电忍由正极极片、负极极片和隔膜采用叠片方式制成;所述正极极片的浆料原料包括 正极活性物质和辅助剂，浆料合成过程中采用惰性气体保护，所述正极活性物质为 LiNixC〇YMi-x-Y〇2,其中0.6<X< !.0,0< ￥<0.4，]?为胞、]\%、八1和化中的一种或多种，所述辅 助剂为分子量含500的有机酸;所述隔膜为陶瓷隔膜;所述电忍的两侧均加设至少一组铜锥 和侣锥。
[0011] 本发明中，按照本领域常规，所述的裡离子动力电池除包括电忍之外，还包括电解 液和侣塑壳。
[0012] 本发明中，所述的裡离子动力电池的结构较佳地为在电忍的两侧均加设一组铜锥 和侣锥，具体结构如下:所述电忍包括若干个正极极片和与其配对的若干个负极极片，并W 所述正极极片和所述负极极片交替叠设制成，叠设过程中每一正极极片和相邻的负极极片 之间均加设有隔膜;所述电忍的两侧均通过一隔膜与铜锥或侣锥接触贴设，贴设时位于电 忍一外侧的正极极片通过一隔膜与铜锥接触贴设，铜锥再通过一隔膜与一侣锥接触贴设， 位于电忍另一外侧的负极极片通过一隔膜与侣锥接触贴设，侣锥再通过一隔膜与一铜锥接 触贴设。
[0013] 本发明中，所述的正极极片的面密度较佳地为250~400g/m2。
[0014] 本发明中，所述正极极片的浆料原料较佳地还包括导电剂和粘结剂。所述的浆料 原料的具体配方优选配方一和配方二。配方一:所述正极活性物质占9 Iwt %~95wt %，所述 的导电剂占1 .Owt%~5.Owt%，所述的粘结剂占2.Owt%~4.Owt%，所述的辅助剂的含量 不超过1.0巧1%。配方二:所述正极活性物质占85讯1%~95讯1%，所述的导电剂占3.0讯1%~ 6.Owt%，所述的粘结剂占3.Owt%~5.Owt%，所述的辅助剂的含量不超过2.Owt%。运两个 优选配比可W更好地提高电池的综合性能。
[001引其中，所述的正极活性物质较佳地为LiNi0.8C00.15Al0.0502。
[0016] 其中，所述正极活性物质在IC下的克容量一般为170~200mAh/g，充放电电流的大 小常用充放电倍率来表示，充放电倍率=充放电电流/额定容量，所用的容量1小时放电完 毕，称为IC放电。
[0017] 其中，所述的导电剂较佳地包括导电碳黑（如Supper-P)、导电石墨（如KS-6、SFG-6 等）、碳纳米管CNT和石墨締中的一种或多种。
[0018] 其中，所述的粘结剂较佳地包括聚偏氯乙締(PVDF)、聚乙締醇(PVA)、聚四氣乙締 (PTFE)和簇甲基纤维素钢(CMC)中的一种或多种。
[0019] 其中，所述的辅助剂较佳地为簇酸。所述的簇酸较佳地为草酸、马来酸、油酸和亚 油酸中的一种或多种。
[0020] 本发明中，所述的惰性气氛较佳地为氣气或氮气。所述的惰性气体的纯度较佳地 为 99.9%~99.99%。
[0021] 本发明中，通过在电忍两侧增加铜锥或侣锥、采用陶瓷隔膜替换现有普通隔膜都 能在一定程度上提高电池的安全性能。所述的有机酸作为辅助剂的加入、浆料合成过程中 采用惰性气体保护，都有助于改善大容量电池正极材料的加工性能。改善加工性能，一方面 有利于提高电池的能量密度，一方面有利于提高电池的成品率。
[0022] 本发明中，所述的负极极片的活性物质为本领域常用的碳负极，较佳地为人造石 墨或天然石墨。
[0023] 本发明中，所述隔膜较佳地为无机复合陶瓷隔膜。所述隔膜的厚度较佳地为不超 过6皿，更佳地为1~6皿。
[0024] 本发明中，所述的裡离子动力电池的制备方法较佳地包括W下步骤：
[0025] S1、原料预处理:将正极活性物质、导电剂、粘结剂和辅助剂在真空、120~150°C条 件下干燥4~12h;
[00%] S2、原料混合:将已干燥的粘结剂加入溶剂中，在20~40°C下充分溶解，在相对湿 度为含20%的环境下，将正极活性物质、导电剂和辅助剂加入上述溶有粘结剂的溶剂中，揽 拌6~1她，得浆料;揽拌过程中采用惰性气体保护；
[0027] S3、极片涂布及干燥:将所述浆料倒出，采用100~500目筛过筛，涂布成正极极片， 然后将正极极片置于80~90°C烘箱，干燥6~IOh后置于110~120°C烘箱中，真空干燥24~ 3化后，备用；
[00%] S4、电池制备:将一负极极片和步骤S3得到的正极极片裁成相同尺寸，并在一侧预 留极耳焊接处，利用漉压机通过不同程度的漉压，控制正极极片的压实密度与负极极片的 压实密度，焊接极耳，用高溫胶带将极耳与极片连接处贴好;采用陶瓷隔膜，利用叠片机进 行电池制备，将叠好的极片装入一侣塑壳中，在电忍的两侧均加设1~3组的铜锥和侣锥，将 侣塑壳前端和一侧封装，确保极耳处密封，另一侧开口，作为注液口；
[0029] S5、电池注液及化成：向电池中注入电解液，静置24~36h后封装，化成，即可。
[0030] 步骤S2中，所述的溶剂为本领域常规物质，较佳地为氮-甲基化咯烧酬。
[0031 ]步骤S3中，过筛的目的是除去大颗粒W防涂布时造成断带。
[0032] 步骤S3中，所述涂布较佳地在涂布机上进行。
[0033] 步骤S4中，较佳地，将所述正极极片的压实密度控制为3.00~3.20g/cm3，将所述 负极极片的压实密度控制为1.40~1.55g/cm 3。
[0034] 步骤S4中，所述负极极片可W按照常规裡离子电池负极配对方式制备。
[0035] 本发明还提供了一种由上述制备方法制得的裡离子动力电池。
[0036] 在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实 例。
[0037] 本发明所用试剂和原料均市售可得。
[0038] 本发明的积极进步效果在于:本发明得到的动力电池能量密度可达200~220Wh/ Kg W上，安全性有显著提高，使用寿命长、电池容量大，能达到6Ah~20Ah。同时工艺过程简 单、无毒无害、适用于工业化生产，可广泛应用于电动汽车中。
【附图说明】
[0039] 图I为本发明实施例1-3的电池的结构设计示意图。
[0040] 图2为本发明实施例1所采用的正极活性物质的沈M图。
[OOW 图3为本发明实施例1制备的6Ah电池的放电曲线。
[00创图4为本发明实施例2制备的6Ah电池的放电曲线。
[0043] 图5为本发明实施例3制备的20Ah电池的放电曲线。
【具体实施方式】
[0044] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实 施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商 品说明书选择。
[0045] 实施例1-3所述的一种高能量密度的裡离子动力电池的结构包括电忍、电解液及 侣塑壳，其中，电忍由正极极片、负极极片、隔膜经叠片方式完成，具体如图1所示，其中1代 表隔膜，2代表负极极片，3代表正极极片，4代表铜锥，5代表侣锥，每层结构之间都W隔膜1 隔开。其中，负极极片2又细分为=层结构，其集流体为铜锥，与铜锥4的结构相同，位于中间 一层，上下层为负极浆料涂层。正极极片3又细分为=层结构，其集流体是侣锥，与侣锥5的 结构相同，位于中间一层，上下层为正极浆料涂层。
[0046] 具体结构如下：所述电忍包括若干个正极极片3和若干个负极极片2,并W所述正 极极片3和所述负极极片2交替叠设制成，叠设过程中每一正极极片3和相邻的负极极片2之 间均还加设有隔膜;所述电忍的两侧均通过一隔膜1与铜锥4或侣锥5接触贴设，贴设时位于 电忍一外侧的正极极片3通过一隔膜1与铜锥4接触贴设，铜锥4再通过一隔膜1与一侣锥5接 触贴设，位于电忍另一外侧的负极极片2通过一隔膜1与侣锥5接触贴设，侣锥5再通过一隔 膜1与一铜锥4接触贴设。
[0047] 实施例1
[0048] 本实施例中的高能量密度的裡离子动力电池的制备方法，包括W下步骤：
[0049] (1)原料预处理
[0050] 将正极活性物质LiNio.sCoo. 1日Alo.日日〇2(NCA)、导电剂1 (Supper-P)、导电剂2化S-6)、 粘结剂(PVD巧和辅助剂(草酸)在真空条件下120°C干燥地。
[0051 ] (2)原料混合
[0052] 将已干燥的PVDF加入氮-甲基化咯烧酬中，在25°C下充分溶解。在相对湿度为20% 的环境下，将正极活性物质（93 . Owt % )、导电剂1 (2.5wt % )、导电剂2 (1. Owt % )和辅助剂 (0.5wt%)加入上述溶有PVDF(3.0wt%)的氮-甲基化咯烧酬中，揽拌化，揽拌过程中采用氮 气保护。
[0053] (3)极片涂布及干燥
[0054] 将上述浆料倒出，300目过筛，除去大颗粒W防涂布时造成断带；利用涂布机涂布 成面密度为340g/m2的正极极片。涂布完毕，将极片置于80°C烘箱，干燥化后置于Iior烘箱 中，真空干燥24h，裁成一定尺寸，备用。
[0055] 负极极片按照常规裡离子电池负极配对方式制备。
[0化6] (4)电池制备
[0057]将已备好正负极极片裁成所需的尺寸，并在一侧预留极耳焊接处;控制正极极片 压实密度为3.05g/cm3，负极极片压实密度为1.48g/cm3;焊接极耳，利用高溫胶带将极耳与 极片连接处贴好;采用陶瓷隔膜，利用叠片机进行电池制备，将叠好的极片装入一侣塑壳 中，并将侣塑壳前端和一侧封装，确保极耳处密封;一侧开口，作为注液口。
[005引（5)电池注液及化成
[0059] 按照3.9g/Ah的比例向电池中注入电解液，静置24h后封装，化成，得到6Ah的软包 电池。
[0060] 对实施例1的高能量密度的裡离子动力电池进行表征：
[0061] 按照如图1所示的结构，在电忍两边各加一组铜侣锥。图2为本发明实施例1所采用 的正极活性物质的SEM图。图3为本发明实施例1制备的6Ah电池的放电曲线。电化学测试表 明，分容后电池的能量密度为203Wh/kg，正极材料在IC下的克容量为179mAh/g。还对本发明 实施例1制备的6Ah电池进行针刺试验，进行针刺实验时，电池不爆炸、不着火，壳体最高溫 度达160°C。
[0062] 实施例2
[0063] -种高能量密度的裡离子动力电池，包括电忍、电解液及侣塑壳，其中，电忍由正 极极片、负极极片、隔膜经叠片方式完成。本实施例中的高能量密度的裡离子动力电池的制 备方法，包括W下步骤：
[0064] (1)原料预处理
[0065] 将正极活性物质LiNio.sCoo.i日Alo.0日02(NCA)、导电剂I(Supper-P)、导电剂2(石墨 碳）、粘结剂(PVD巧和辅助剂(草酸)在真空条件下120°C干燥化。
[0066] (2)原料混合
[0067] 将已干燥的PVDF加入氮-甲基化咯烧酬中，在25°C下充分溶解。在相对湿度为20% 的环境下，将正极活性物质（94. Owt % )、导电剂1 (1.5wt % )、导电剂2 (0.5wt % )和辅助剂 (0.8wt%)加入上述溶有PVDF(3.2wt%)的氮-甲基化咯烧酬中，揽拌化，揽拌过程中采用氣 气保护。
[0068] (3)极片涂布及干燥
[0069] 将上述浆料倒出，300目过筛，除去大颗粒W防涂布时造成断带；利用涂布机涂布 成面密度为395g/m2的正极极片。涂布完毕，将极片置于80°C烘箱，干燥化后置于Iior烘箱 中，真空干燥24h，裁成一定尺寸，备用。
[0070] 负极极片按照常规裡离子电池负极配对方式制备。
[0071] (4)电池制备
[0072] 将已备好正负极极片裁成所需的尺寸，并在一侧预留极耳焊接处;控制正极极片 压实密度为3.15g/cm3，负极极片压实密度为1.52g/cm 3;焊接极耳，利用高溫胶带将极耳与 极片连接处贴好;采用陶瓷隔膜，利用叠片机进行电池制备，将叠好的极片装入一侣塑壳 中，并将侣塑壳前端和一侧封装，确保极耳处密封;一侧开口，作为注液口。
[0073] (5)电池注液及化成
[0074] 按照4.2g/Ah的比例电池注入电解液，静置24h后封装，化成，得到6Ah的软包电池。
[0075] 对实施例2的高能量密度的裡离子动力电池进行表征：
[0076] 按照如图1所示的结构，在电忍两边各加一组铜侣锥。图4为本发明实施例2制备的 6Ah电池的放电曲线。电化学测试表明，分容后电池的能量密度为22 IWh/kg，正极材料在1C 下的克容量为183mAh/g。采用25WI1的陶瓷隔膜制成6Ah软包电池进行针刺实验，电池未发现 明显的火苗，壳体最高溫度达165 °C。
[0077]实施例3
[007引一种高能量密度的裡离子动力电池，包括电忍、电解液及侣塑壳，其中，电忍由正 极极片、负极极片、隔膜经叠片方式完成。本实施例中的高能量密度的裡离子动力电池的制 备方法，包括W下步骤：
[0079] (1)原料预处理
[0080] 将正极活性物质LiNio.sCoo.i日Alo.0日02(NCA)、导电剂I(Supper-P)、导电剂2(石墨 碳）、粘结剂(PVD巧和辅助剂(马来酸)在真空条件下120°C干燥地。
[0081] (2)原料混合
[0082] 将已干燥的PVDF加入氮-甲基化咯烧酬中，在25°C下充分溶解。在相对湿度为20% 的环境下，将正极活性物质（92 . Owt % )、导电剂1 (3.5wt % )、导电剂2 (0.5wt % )和辅助剂 (0.8wt%)加入上述溶有PVDF(3.2wt%)的氮-甲基化咯烧酬中，揽拌化，揽拌过程中采用氣 气保护。
[0083] (3)极片涂布及干燥
[0084] 将上述浆料倒出，300目过筛，除去大颗粒W防涂布时造成断带；利用涂布机涂布 成面密度为360g/m2的正极极片。涂布完毕，将极片置于80°C烘箱，干燥化后置于Iior烘箱 中，真空干燥24h，裁成一定尺寸，备用。
[0085] 负极极片按照常规裡离子电池负极配对方式制备。
[0086] (4)电池制备
[0087] 将已备好正负极极片裁成所需的尺寸，并在一侧预留极耳焊接处;控制正极极片 压实密度为3.15g/cm3，负极极片压实密度为1.52g/cm 3;焊接极耳，利用高溫胶带将极耳与 极片连接处贴好;采用陶瓷隔膜，利用叠片机进行电池制备，将叠好的极片装入一侣塑壳 中，并将侣塑壳前端和一侧封装，确保极耳处密封;一侧开口，作为注液口。
[0088] (5)电池注液及化成
[0089] 按照4.2g/Ah的比例电池注入电解液，静置24h后封装，化成，得到20Ah的软包电 池。
[0090] 对实施例3的高能量密度的裡离子动力电池进行表征：
[0091] 按照如图1所示的结构，在电忍两边各加一组铜侣锥。图5为本发明实施例3制备的 20Ah电池的放电曲线。电化学测试表明，分容后电池的能量密度为21 OWh/kg，正极材料在1C 下的克容量为182mAh/g。采用25WI1的陶瓷隔膜制成20Ah软包电池，对该电池进行针刺实验， 电池未发现明显的火苗，壳体最高溫度达17〇°C。
[0092] 对比例1
[0093] -种采用普通隔膜，电忍两边不预留铜侣锥的裡离子电池的制备方法，包括W下 步骤：
[0094] (1)原料预处理
[00巧]将正极活性物质LiNio.sCoo. 1日Alo.日日〇2(NCA)、导电剂1 (Supper-P)、导电剂2化S-6)、 粘结剂(PVD巧和辅助剂(草酸)在真空条件下120°C干燥地。
[0096] (2)原料混合
[0097] 将已干燥的PVDF加入氮-甲基化咯烧酬中，在25°C下充分溶解。在相对湿度为20% 的环境下，将正极活性物质（93 . Owt % )、导电剂1 (2.5wt % )、导电剂2 (1. Owt % )和辅助剂 (0.5wt%)加入上述溶有PVDF(3.0wt%)的氮-甲基化咯烧酬中，揽拌化，揽拌过程中采用氮 气保护。
[0098] (3)极片涂布及干燥
[0099] 将上述浆料倒出，300目过筛，除去大颗粒W防涂布时造成断带；利用涂布机涂布 成面密度为340g/m2的正极极片。涂布完毕，将极片置于80°C烘箱，干燥化后置于Iior烘箱 中，真空干燥24h，裁成一定尺寸，备用。
[0100] 负极极片按照常规裡离子电池负极配对方式制备。
[0101] (4)电池制备
[0102] 将已备好正负极极片裁成所需的尺寸，并在一侧预留极耳焊接处;控制正极极片 压实密度为3.05g/cm3，负极极片压实密度为1.48g/cm 3;焊接极耳，利用高溫胶带将极耳与 极片连接处贴好;采用普通隔膜，利用叠片机进行电池制备，将叠好的极片装入一侣塑壳 中，并将侣塑壳前端和一侧封装，确保极耳处密封;一侧开口，作为注液口。
[0103] (5)电池注液及化成
[0104] 按照3.9g/Ah的比例电池注入电解液，静置24h后封装，化成，得到6Ah的软包电池。
[0105] 对对比例1中的电池进行表征:对其制备的6Ah电池进行针刺试验，结果表明，电池 在针刺过程中发生了着火现象。
[0106] 对比例2
[0107] -种采用普通隔膜，电忍两边不预留铜侣锥的裡离子电池的制备方法，包括W下 步骤：
[010引（1)原料预处理
[0109] 将正极活性物质LiNio.sCoo.i日Alo.0日02(NCA)、导电剂I(Supper-P)、导电剂2(石墨 碳）、粘结剂(PVD巧和辅助剂(马来酸)在真空条件下120°C干燥地。
[0110] (2)原料混合
[0111] 将已干燥的PVDF加入氮-甲基化咯烧酬中，在25°C下充分溶解。在相对湿度为20% 的环境下，将正极活性物质（92 . Owt % )、导电剂1 (3.5wt % )、导电剂2 (0.5wt % )和辅助剂 (0.8wt%)加入上述溶有PVDF(3.2wt%)的氮-甲基化咯烧酬中，揽拌化，揽拌过程中采用氣 气保护。
[0112] (3)极片涂布及干燥
[0113] 将上述浆料倒出，300目过筛，除去大颗粒W防涂布时造成断带；利用涂布机涂布 成面密度为360g/m2的正极极片。涂布完毕，将极片置于80°C烘箱，干燥化后置于Iior烘箱 中，真空干燥24h，裁成一定尺寸，备用。
[0114] 负极极片按照常规裡离子电池负极配对方式制备。
[0115] (4)电池制备
[0116] 将已备好正负极极片裁成所需的尺寸，并在一侧预留极耳焊接处;控制正极极片 压实密度为3.15g/cm3，负极极片压实密度为1.52g/cm 3;焊接极耳，利用高溫胶带将极耳与 极片连接处贴好;采用普通隔膜，利用叠片机进行电池制备，将叠好的极片装入一侣塑壳 中，并将侣塑壳前端和一侧封装，确保极耳处密封;一侧开口，作为注液口。
[0117] (5)电池注液及化成
[011引按照4.2g/Ah的比例电池注入电解液，静置24h后封装，化成，得到20Ah的软包电 池。
[0119] 对对比例2中的电池进行表征:对其制备的20Ah电池进行针刺试验，结果表明，电 池在针刺过程中发生了着火现象，并伴随有爆炸发生。
[0120] 对比例3
[0121] 本对比例考察的是不加辅助剂的情况。
[0122] 在相对湿度为60%的环境下，按照如表1所示的A方案(不加辅助剂)进行合浆，合 浆完成后，浆料粘度为20000mPa ? S，放置5min后浆料成果冻状。按照如表1所示B方案调整 配方后，在相同的工艺与环境下合浆，合浆结束后测试浆料粘度为SOOOmPa ? S，可见本发明 的方案有效改善了浆料的加工性能。
[0123] 表1对比例3中正极材料配方
[0124]
[0125] W上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽 然本发明已W较佳实施例掲示如上，然而并非用W限定本发明。任何熟悉本领域的技术人 员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述掲示的方法和技术内 容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对W上实施例所做的任何简单 修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1. 一种锂离子动力电池的制备方法，其特征在于，所述锂离子动力电池的电芯由正极 极片、负极极片和隔膜经叠片方式制成;所述正极极片的浆料原料包括正极活性物质和辅 助剂，浆料合成过程中采用惰性气体保护，所述正极活性物质为LiNixCoYMmOs，其中0.6 < 1.0,0<￥<0.4，1为此、1%^1和0中的一种或多种，所述辅助剂为分子量< 500的有机 酸;所述隔膜为陶瓷隔膜;所述电芯的两侧均加设至少一组铜箱和铝箱。2. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的锂离子动力电池还包括电解液和 铝塑壳;所述电芯包括若干个正极极片和与其配对的若干个负极极片，并以所述正极极片 和所述负极极片交替叠设制成，叠设过程中每一正极极片和相邻的负极极片之间均加设有 隔膜;所述电芯的两侧均通过一隔膜与铜箱或铝箱接触贴设，贴设时位于电芯一外侧的正 极极片通过一隔膜与铜箱接触贴设，铜箱再通过一隔膜与一铝箱接触贴设，位于电芯另一 外侧的负极极片通过一隔膜与铝箱接触贴设，铝箱再通过一隔膜与一铜箱接触贴设。3. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的正极极片的面密度为250~400g/ m2;所述正极极片的浆料原料还包括导电剂和粘结剂;所述的惰性气体为氩气或氮气;所述 的负极极片的活性物质为人造石墨或天然石墨;所述隔膜为无机复合陶瓷隔膜;所述隔膜 的厚度为不超过6μηι。4. 如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体的纯度为99.9%~ 99.99% ;所述隔膜的厚度为1~6μπι; 所述的浆料原料的配方为配方一或配方二：配方一：所述正极活性物质占91wt%~ 95wt%，所述的导电剂占1 .Owt%~5.0wt%，所述的粘结剂占2.0wt%~4.0wt%，所述的辅 助剂的含量不超过1 .〇wt% ;配方二:所述正极活性物质占85wt%~95wt%，所述的导电剂 占3 . Owt %~6 . Owt %，所述的粘结剂占3 . Owt %~5 . Owt %，所述的辅助剂的含量不超过 2 · Owt% 〇5. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的正极活性物质为 LiNio.8Coo.15Alo.05O2。6. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的导电剂包括导电碳黑、导电石墨、 碳纳米管和石墨烯中的一种或多种;所述的粘结剂包括聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯 和羧甲基纤维素钠中的一种或多种;所述的辅助剂为羧酸。7. 如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的羧酸为草酸、马来酸、油酸和亚油 酸中的一种或多种。8. 如权利要求3-7任一项所述的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤： 51、 原料预处理:将正极活性物质、导电剂、粘结剂和辅助剂在真空、120~150°C条件下 干燥4~12h; 52、 原料混合:将已干燥的粘结剂加入溶剂中，在20~40°C下溶解，在相对湿度< 20% 的环境下，将正极活性物质、导电剂和辅助剂加入上述溶有粘结剂的溶剂中，搅拌6~18h， 得浆料;搅拌过程中采用惰性气体保护； 53、 极片涂布及干燥:将所述浆料倒出，采用100~500目筛过筛，涂布成正极极片，然后 将正极极片置于80~90 °C烘箱，干燥6~10h后置于110~120 °C烘箱中，真空干燥24~36h 后，备用； 54、 电池制备:将负极极片和步骤S3得到的正极极片裁成相同尺寸，并在一侧预留极耳 焊接处，利用辊压机控制正极极片的压实密度与负极极片的压实密度分别为3.00~3.20g/ (^3、1.40~1.558/(^3，焊接极耳，用高温胶带将极耳与极片连接处贴好;采用陶瓷隔膜，利 用叠片机进行电池制备，将叠好的极片装入一铝塑壳中，在电芯的两侧均加设1~3组的铜 箱和铝箱，将铝塑壳前端和一侧封装，确保极耳处密封，另一侧开口，作为注液口； S5、电池注液及化成：向电池中注入电解液，静置24~36h后封装，化成，即可。9. 如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述的溶剂为氮-甲基吡咯烷 酮;步骤S3中，所述涂布在涂布机上进行。10. -种由如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的锂离子动力电池。
【文档编号】H01M4/505GK105845928SQ201610454100
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】李山河, 叶茂, 郑春满, 谢凯
【申请人】天津中聚新能源科技有限公司, 中国人民解放军国防科学技术大学