一种锂离子电池及其制备方法与流程

本申请涉及电池，具体涉及一种锂离子电池及其制备方法。

背景技术：

1、锂离子电池是内部依靠锂离子，外部依靠电子在正负极之间移动来发挥作用的一种电池。锂离子电池的正极通常是由含锂的化合物涂在金属铝箔上制作而成，而负极通常由石墨涂在金属铜箔上制成。锂离子电池的能量密度比较高，可循环使用。但现有技术的锂离子电池由于其传统制造工艺及结构构成的限制，往往存在放电倍率性能差和循环性能差的缺点。

技术实现思路

1、有鉴于此，本说明书实施例提供一种锂离子电池及其制备方法，改善了电池的放电倍率性能和循环性能。

2、本说明书实施例提供以下技术方案：

3、一方面，提供了一种锂离子电池，包括：外壳、位于所述外壳两端的正极端盖、负极端盖以及位于所述外壳内的电芯，所述电芯包括至少一个电芯单元，由正极片、负极片和隔膜经卷绕和热压，且电芯两端的空箔区经密实化处理后形成所述电芯单元。

4、在一些实施例中，所述正极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极活性材料涂层，所述负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体上的负极活性材料涂层。

5、在一些实施例中，所述正极集流体包括经密实化处理得到的正极端面，所述负极集流体包括经密实化处理得到的负极端面。

6、在一些实施例中，所述正极端面和正极集流盘焊接相连，所述负极端面和负极集流盘焊接相连，所述正极集流盘具有正极引带，所述负极集流盘具有负极引带。

7、在一些实施例中，所述正极引带和所述正极端盖焊接相连，所述负极引带和所述负极端盖焊接相连。

8、在一些实施例中，所述正极集流盘和所述负极集流盘的外圈均具有绝缘体。

9、在一些实施例中，所述绝缘体的材质为pp、pe、pet、ps、pvc中的一种或几种的复合材质，和/或，所述绝缘体的厚度范围为0.1mm-2mm，高度范围为2mm-5mm。

10、在一些实施例中，所述正极端盖与所述壳体的正极端封口焊接，所述负极端盖与所述壳体的负极端封口焊接。

11、在一些实施例中，所述正极集流盘及正极引带的材质为铝材质，和/或，所述负极集流盘及正极引带的材质为铜材质或者铜镀镍材质。

12、在一些实施例中，所述正极集流盘及正极引带连为一体的厚度范围为0.05mm-2mm，所述负极集流盘及负极引带连为一体的厚度范围为0.05mm-2mm。

13、另一方面，提供了一种锂离子电池制备方法，包括：

14、制备正极片并制备负极片；

15、由所述正极片、所述负极片和隔膜经卷绕和热压，且电芯两端的空箔区经密实化处理后形成至少一个电芯单元；

16、利用外壳、位于所述外壳两端的正极端盖、负极端盖，封装所述至少一个电芯单元形成电池。

17、在一些实施例中，制备正极片，包括：

18、将第一浆料双面涂覆在正极集流体铝箔上，并进行辊压和切分。

19、在一些实施例中，制备正极片，包括：称取包括95％正极活性材料lfp、2.5％导电碳黑和2.5％粘结剂的第一粉料，在15rpm的转速下混合15min，加入相对于所述第一粉料重量80％的氮甲基吡咯烷酮溶剂在公转15rpm、分散1500rpm的转速下真空搅拌180min，得到第一浆料，固含量为55.56％，粘度为8000mpa.s；和/或，

20、将所述第一浆料双面涂覆在宽度为390mm的正极集流体铝箔上，单面涂覆面密度155g/m2，涂覆区宽度340mm，形成正极片；和/或，

21、将涂覆后的所述正极片进行辊压，压实密度为2.45g/m2；和/或，

22、将辊压后的所述正极片进行分切，分切毛刺＜7um，分切宽度195mm，料区部分宽度170mm。

23、在一些实施例中，制备负极片，包括：

24、将第二浆料双面涂覆在负极集流体铝箔上，并进行辊压和切分。

25、在一些实施例中，制备负极片，包括：称取包括96％负极活性材料人造石墨、1％导电碳黑、1.5％悬浮剂的第二粉料，在15rpm的转速下混合15min，加入相对于所述第二粉料重量75％的溶剂去离子水在公转15rpm、分散1200rpm的转速下真空搅拌150min，再加入相对于所述第二粉料重量1.5％的sbr乳液，在公转15rpm、分散500rpm的转速下真空搅拌30min，得到第二浆料，固含量为57.14％，粘度为5500mpa.s；和/或，

26、将所述第二浆料双面涂覆在宽度为394mm的负极集流体铝箔上，单面涂覆面密度72g/m2，涂覆区宽度344mm，形成负极片；和/或，

27、将涂覆后的所述负极片进行辊压，压实密度为1.5g/m2；和/或，

28、将辊压后的所述负极片进行分切，分切毛刺＜7um，分切宽度197mm，料区部分宽度172mm。

29、在一些实施例中，由所述正极片、所述负极片和隔膜经卷绕和热压形成至少一个电芯单元，包括：

30、将所述正极片、所述负极片和所述隔膜在卷绕机上进行卷绕得到卷芯，其中隔膜宽度176mm，隔膜厚度15um，将卷绕完成的电芯在8000kgf、75℃下热压250s，然后对电芯两端的空箔区进行密实化处理，密实化后电芯高度为175mm，自此形成所述电芯单元。

31、在一些实施例中，利用外壳、位于所述外壳两端的正极端盖、负极端盖，封装所述至少一个电芯单元形成电池，包括：

32、对所述至少一个电芯单元进行捆绑；

33、将正极集流盘、负极集流盘置于所述至少一个电芯单元的两端面上进行激光焊接，并将所述正极集流盘的正极引带、所述负极集流盘的负极引带，分别与所述正极端盖的正极极柱、负极端盖的负极极柱激光焊接；

34、装配所述正极端盖、所述负极端盖、所述壳体和绝缘体，并进行封口焊接。

35、在一些实施例中，所述方法还包括：

36、在90℃下真空烘烤24h，烘烤后混合样水分含量≤200ppm；

37、进行电解液的注液，并在40℃的环境下静置24h；

38、在0.1c倍率的电流下充电至设计容量的50％，并在40℃的环境下静置12h；

39、在0.5c倍率的电流下进行充放电，完成电池制备。

40、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：相比传统电池结构和制备工艺，对电芯两端的空箔区仅经过密实化处理后，就可以获得成型的电芯单元，并将正极集流盘、负极集流盘置于至少一个电芯单元的两端面上直接进行激光焊接即可，简化了电池结构和制作工艺，增大了集流体接触面积，降低了电池内阻，提高了电池的放电倍率性能和循环性能。

技术特征：

1.一种锂离子电池，其特征在于，包括：外壳、位于所述外壳两端的正极端盖、负极端盖以及位于所述外壳内的电芯，所述电芯包括至少一个电芯单元，由正极片、负极片和隔膜经卷绕和热压，且电芯两端的空箔区经密实化处理后形成所述电芯单元。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极活性材料涂层，所述负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体上的负极活性材料涂层。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极集流体包括经密实化处理得到的正极端面，所述负极集流体包括经密实化处理得到的负极端面。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极端面和正极集流盘焊接相连，所述负极端面和负极集流盘焊接相连，所述正极集流盘具有正极引带，所述负极集流盘具有负极引带。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极引带和所述正极端盖焊接相连，所述负极引带和所述负极端盖焊接相连。

6.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极集流盘和所述负极集流盘的外圈均具有绝缘体。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述绝缘体的材质为pp、pe、pet、ps、pvc中的一种或几种的复合材质，和/或，所述绝缘体的厚度范围为0.1mm-2mm，高度范围为2mm-5mm。

8.根据权利要求1至7任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极端盖与所述壳体的正极端封口焊接，所述负极端盖与所述壳体的负极端封口焊接。

9.根据权利要求4至7任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极集流盘及正极引带的材质为铝材质，和/或，所述负极集流盘及正极引带的材质为铜材质或者铜镀镍材质。

10.根据权利要求4至7任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极集流盘及正极引带连为一体的厚度范围为0.05mm-2mm，所述负极集流盘及负极引带连为一体的厚度范围为0.05mm-2mm。

11.一种锂离子电池制备方法，其特征在于，包括：

12.根据根据权利要求11所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，制备正极片，包括：

13.根据权利要求12所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，

14.根据根据权利要求11所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，制备负极片，包括：

15.根据权利要求14所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，

16.根据根据权利要求11所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，由所述正极片、所述负极片和隔膜经卷绕和热压，且电芯两端的空箔区经密实化处理后形成至少一个电芯单元，包括：

17.根据根据权利要求11所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，利用外壳、位于所述外壳两端的正极端盖、负极端盖，封装所述至少一个电芯单元形成电池，包括：

18.根据权利要求17所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本申请提供一种锂离子电池及其制备方法，涉及电池技术领域。所述锂离子电池包括：外壳、位于所述外壳两端的正极端盖、负极端盖以及位于所述外壳内的电芯，所述电芯包括至少一个电芯单元，由正极片、负极片和隔膜经卷绕和热压，且电芯两端的空箔区经密实化处理后形成所述电芯单元，本申请实施例提供的锂离子电池方案，改善了电池的放电倍率性能和循环性能。

技术研发人员：罗剑威,张玉花,林玉春,杨子祥,王春雷,张继笋
受保护的技术使用者：中宏科创新能源科技（浙江）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13