专利名称：一种锂离子电池电芯的制备方法
技术领域：
本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种锂离子电池电芯的制备方法。
背景技术：
锂离子电池已经越来越普遍地应用于人们日常生活领域和国防领 域，其生产技术也一直在发展前进，其中对材料的改进最多。而对于锂
离子电池制备过程的改进比较少，锂离子电芯一般按照如下方法制备 先制好正极片、负极片，然后在正、负极片中间安插上隔离膜，按正极 片、隔膜、负极片的排列顺序进行叠加或者巻绕成单个电芯，单个电芯 并联或串联成电芯。也有在化成前后对整个电芯进行热压整形的操作， 以局部整平电池的不规则形变。采用以上方式生产电芯，尽管工效比较 高，但都很难从整体上持久地消除电池的不规则形变；同时，由于热压 时受力的不均匀，导热能力的不一致，还有可能对电池的局部产生致命 的损伤。另外以上的现有方法， 一般都是在电池注液完成后，对电池进 行热压整形，此时电池所受的压力和温度对电池中电解液的挤压损失和 热挥发损失、变异均有较大的影响，因此，会对电池的整体性能产生一 定影响。
发明内容
本发明主要解决的问题在于提供一种锂离子电池电芯的制备方法， 用该方法制备锂离子电池电芯可以有效控制锂离子电池的不规则膨胀， 使锂离子电池的外观做到平整、规则。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案 一种锂离子电池电芯的制备方法，包括以下步骤1) 制备正极片、负极片将正极活性物质和负极活性物质分别附 着在正极片金属集流体和负极片金属集流体表面；制备隔膜纸将聚羧. 四氟乙烯或者聚偏氟二乙烯溶解在丙酮或者N-曱基吡咯烷酮中得到溶 液，让聚乙烯或聚丙烯拉伸膜从上述溶液中浸过，使之均匀涂附，并烘 干；
2) 制备电芯按照正极、隔膜纸、负极的顺序将上述正极片、负 极片和隔膜纸层叠排列，并将三者置于两层涤纶树脂膜中间，进行热复 合，得到由正极片、隔膜纸和负极片组成的复合体，将两个或两个以上 复合体制成单体电芯；
3) 所述单体电芯通过并联或串联制成锂离子电芯。 所述正极活性物质包括锂化合物活性物质、导电剂、粘接剂以及溶剂。
所述正极片的金属集流体采用的材料是铝箔或铝网。 所述负极活性物质包括石墨碳质材料、导电剂、粘接剂以及溶剂。 所述负极片的金属集流体采用的材料是铜箔或铜网。 所述聚羧四氟乙烯或者聚偏氟二乙烯的溶解浓度为0, 5-30%。 步骤3)中正极片、隔膜纸和负极片，三者在热压设备或辊压设备 中进行热复合。
步骤3)中热复合的压力为0-10kgf/cm2。 优选地，热复合的压力为2kgf/cm2。 步骤3)中热复合的温度为20-95。C。 优选地，热复合的温度为60。C。 步骤3)中热复合的时间为少于5min。 优选地，热复合的时间为2min。
用本发明所述方法制备锂离子电池电芯，由于正极片、隔膜纸和负 极片热压复合成复合体，所述复合体为一个整体，其膨胀一致、变形一 致，再用所述复合体组装成电芯，所述电芯具有膨胀一致的特点，可有 效抑制锂离子电池的局部变形，因此，可以从整体上有效抑制锂离子电 池的厚度变化，有效控制锂离子电池的不规则膨胀，使锂离子电池的外观做到平整、规则。
本发明所述方法尤其适合于制备大型动力锂离子电池电芯。
图1是采用本发明方法制备的锂离子电池电芯的锂离子电池容量检 测数据循环比较图。
图2是釆用本发明方法制备的锂离子电池电芯的锂离子电池容量比 检测数据循环比较图。
具体实施例方式
一种锂离子电池电芯的制备方法，包括以下步骤
1) 制备正极片，所述正极片的金属集流体采用铝箔或铝网，所述 正极活性物质包括锂化合物活性物质、导电剂、粘接剂以及溶剂，将正 极活性物质涂覆在铝箔或铝网上，并加热去除铝箔或铝网上多余的正极 活性物质，再用辊压机压成一定厚度，裁成长条形正极片；
2) 制备负极片，所述负极片的金属集流体采用铜箔或铜网，所述 负极活性物质包括石墨碳质材料、导电剂、粘接剂以及溶剂，将负极活 性物质涂覆在铜荡或铜网上，并加热去除铜箔或铜网上多余的负极活性 物质，再用辊压机压成一定厚度，裁成长条形负极片；
3) 制备隔膜纸，将聚羧四氟乙烯(PVDF)溶解在N-曱基吡咯烷酮 (NMP)中得到溶液，聚羧四氟乙烯的溶解浓度为20%,让聚乙烯拉伸膜
上从上述溶液中浸过，使之均匀涂附，烘干，在聚乙烯(PE)拉伸膜上 形成一层粘结层，所述粘结层的厚度为5微米，裁剪成长条形隔膜纸；
所迷溶液还可以是将聚羧四氟乙烯溶解在丙酮中；还可以是将聚偏 氟二乙烯溶解在N-甲基吡咯烷酮或者丙酮中；
除了使用聚乙烯拉伸膜，还可以采用聚丙烯(PP)拉伸膜；
4) 利用上述正极片、负极片和隔膜纸制备电芯，按照正极片、隔 膜纸、负极片的顺序将三者排列，并将三者置于两层涤給树脂膜中间， 在已经预热好的热压设备进行热复合，热复合的压力为2kgf/cm2,热复合的温度为60°C,热复合的时间为2min,得到由正极片、隔膜纸和负 极片组成的复合体，将三个复合体制成单体电芯，三个单体电芯通过并 联或串联方式制成锂离子电芯。
涤纶树脂膜的作用是在热复合过程中保护正极片和负极片不被压坏。
采用本发明所述方法制备的锂离子电池电芯具有不易变形的优点。 用本发明所述锂离子电芯制备的锂离子电池循环次数多和倍率放 电性能高，具体参见图1和图2，容量为2700毫安的锂离子电池，当其 循环近270次时，容量仍然高于1800毫安，当其循环500次时，其有 效容量比仍高于85%。
权利要求
1、一种锂离子电池电芯的制备方法，包括以下步骤1)制备正极片、负极片将正极活性物质和负极活性物质分别附着在正极片金属集流体和负极片金属集流体表面；制备隔膜纸将聚羧四氟乙烯或者聚偏氟二乙烯溶解在丙酮或者N-甲基吡咯烷酮中得到溶液，让聚乙烯或聚丙烯拉伸膜从上述溶液中浸过，使之均匀涂附，并烘干；2)制备电芯按照正极、隔膜纸、负极的顺序将上述正极片、负极片和隔膜纸层叠排列，并将三者置于两层涤纶树脂膜中间，进行热复合，得到由正极片、隔膜纸和负极片组成的复合体，将两个或两个以上复合体制成单体电芯；3)所述单体电芯通过并联或串联制成锂离子电芯。
2、 根据权利要求1所述的一种锂离子电池电芯的制备方法，其特 征在于所述正极活性物质包括锂化合物活性物质、导电剂、粘接剂以 及溶剂。
3、 根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池电芯的制备方法， 其特征在于所述正极片的金属集流体采用的材料是铝箔或铝网。
4、 根据权利要求1所述的一种锂离子电池电芯的制备方法，其特 征在于所述负极活性物质包括石墨碳质材料、导电剂、粘接剂以及溶剂。
5、 根据权利要求1或4所述的一种锂离子电池电芯的制备方法， 其特征在于所述负极片的金属集流体采用的材料是铜箔或铜网。
6、 根据权利要求1所述的一种锂离子电池电芯的制备方法，其特 征在于所述聚羧四氟乙烯或者聚偏氟二乙烯的溶解浓度为0.5-30%。
7、 根据权利要求1所述的一种锂离子电池电芯的制备方法，其特 征在于步骤3)中正极片、隔膜纸和负极片在热压设备或辊压设备中 进行热复合。
8、 根据权利要求1或7所述的一种锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于步骤3)中热复合的压力为0-10kgf/cm2。
9、 根据权利要求1或7所述的一种锂离子电池电芯的制备方法, 其特征在于步骤3)中热复合的温度为20-95°C。
10、 根据权利要求1或7所述的一种锂离子电池电芯的制备方法, 其特征在于步骤3)中热复合的时间为少于5min。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池电芯的制备方法，包括以下步骤1)制备正极片、负极片和隔膜纸；2)利用上述正极片、负极片和隔膜纸制备电芯，按照正极片、隔膜纸、负极片的顺序将三者排列，并将三者置于两层涤纶树脂膜中间，进行热复合，得到由正极片、隔膜纸和负极片组成的复合体，将两个或两个以上复合体制成单体电芯，单体电芯通过并联或串联制成电芯。用该方法制备锂离子电池电芯可以有效控制锂离子电池电芯的不规则膨胀，使锂离子电池的外观做到平整、规则。
文档编号H01M10/38GK101562264SQ20091010743
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者梁百胜, 黄晓林 申请人:深圳市普天通数码实业有限公司