一种锂离子电池的制备方法_2

文档序号:8414413阅读:来源:国知局
24h 使得电解液充分浸润;过程中随着电解液的浸润,由于阳极表面附着的富锂物质与阳极活 性物质之间存在电压差,将自动促使阳极活性物质颗粒表面SEI的生成;
[0028] 成品电芯制备:将上述制得的电芯进行整形、除气制得成品电芯。
[0029] 比较例2,富锂裸电芯的制备:选择硅碳复合物为阳极活性物质,与导电剂、粘接 剂及去离子水搅拌均匀得到浆料,之后涂敷在铜集流体上,冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待 用;选择钴酸锂为阴极活性物质与导电剂、粘接剂及氮甲基吡洛烷酮搅拌均匀得到浆料,之 后涂敷在铝流体上,冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用;以多孔金属锂带为富锂源(孔形状 为圆形,孔直径为0. 4cm,孔间距为lcm)、按照全电池首次效率为95 %的容量关系选择锂 带,之后采用2MPa的面压将锂带复合在烘干后的阳极表面;将上述阴极片、富锂阳极片卷 绕得到裸电芯。
[0030] SEI膜的形成:将上述裸电芯封装于铝塑膜中得到顶封后的电芯;按照 EC:DEC:PC:VC:FEC= 35:35:30:1:5 (VC、FEC为添加剂)的质量关系、选择LiPF6S锂盐配 置电解液备用;将上述电解液注入上述顶封后的电芯中真空封装;于35°C环境中放置24h使得电解液充分浸润;过程中随着电解液的浸润,由于阳极表面附着的富锂物质与阳极活 性物质之间存在电压差,将自动促使阳极活性物质颗粒表面SEI的生成;
[0031] 成品电芯制备:将上述制得的电芯进行整形、除气制得成品电芯。
[0032] 实施例1,待富锂电极的制备:选择硅碳复合物为阳极活性物质,与导电剂、粘接 剂及去离子水搅拌均匀得到浆料,之后涂敷在连续的铜集流体上,冷压、分条、焊接、贴胶后 干燥待用;
[0033] 待化成电芯制备:选择钴酸锂为阴极活性物质与导电剂、粘接剂及氮甲基吡洛烷 酮搅拌均匀得到浆料,之后涂敷在铝流体上,冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用;将上述所 得阳极,与阴极片、隔离膜卷绕成裸电芯,在裸电芯组装过程中,在隔离膜与阳极片之间再 布置富锂物质层(以金属锂带为富锂源、按照全电池首次效率为95%的容量关系选择锂带 厚度),此时相当于在锂带与阳极片之间未施加压力复合,同时通过卷绕工艺的控制实现 阴极、阳极、隔离膜以及锂带的精确对位;之后选择铝塑膜为外封装材料进行封装、注液、静 置。
[0034] SEI膜生成:将上述浸润充分的电芯,于45°C下化成,施加压力为OMPa,充电电流 为0. 05C,充电S0C为30%,使得阳极表面形成SEI膜。
[0035] 嵌锂:对上述形成SEI膜的电芯,施加1.OMPa的面压,再放置于45°C环境中静置 12h,使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道,此时在锂带与阳极之间的电势差作用 下,金属锂将自动嵌入阳极片中对阳极进行补锂。
[0036] 成品电芯制作:将上述制得的电芯进行整形、除气制得成品电芯。
[0037] 实施例2,与实施例1不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0038] 待富锂电极的制备:同实施例1。
[0039] 待化成电芯制备:选择钴酸锂为阴极活性物质与导电剂、粘接剂及氮甲基吡洛烷 酮搅拌均匀得到浆料,之后涂敷在铝流体上,冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用;选择多孔 锂带为富锂源,孔形状为圆形,孔直径为〇? 4cm,孔间距为lcm,使用0? 05MPa面压将多孔锂 带复合在阳极片涂敷层两侧得到锂阳极复合电极,再与阴极片、隔离膜卷绕成裸电芯;之后 选择铝塑膜为外封装材料进行封装、注液、静置。
[0040] SEI膜生成:将上述浸润充分的电芯,于70°C下化成,施加压力为0. 05MPa,充电电 流为0. 2C,充电S0C为40%,使得阳极表面形成SEI膜。
[0041] 嵌锂:对上述形成SEI膜的电芯,施加0. 8MPa的面压,再放置于60°C环境中静置 8h,使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道,此时在锂带与阳极之间的电势差作用下, 金属锂将自动嵌入阳极片中对阳极进行补锂。
[0042] 其余与实施例1相同,不再赘述。
[0043] 实施例3,与实施例2不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0044] 待富锂电极的制备:同实施例1。
[0045] 待化成电芯制备:选择钴酸锂为阴极活性物质与导电剂、粘接剂及氮甲基吡洛烷 酮搅拌均匀得到浆料,之后涂敷在铝流体上,冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用;选择多孔 锂带为富锂源,孔形状为圆形,孔直径为4cm,孔间距为4cm,使用0. 5MPa面压将多孔锂带复 合在阳极片涂敷层两侧得到锂阳极复合电极,再与阴极片、隔离膜卷绕成裸电芯;之后选择 铝塑膜为外封装材料进行封装、注液、静置。
[0046] SEI膜生成:将上述浸润充分的电芯,于90°C下化成,施加压力为0. 5MPa,充电电 流为5C,充电SOC为60%,使得阳极表面形成SEI膜。
[0047] 嵌锂:对上述形成SEI膜的电芯,施加5MPa的面压,再放置于100°C环境中静置 lh,使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道,此时在锂带与阳极之间的电势差作用下, 金属锂将自动嵌入阳极片中对阳极进行补锂。
[0048] 其余与实施例2相同,不再赘述。
[0049] 实施例4,与实施例2不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0050] 待富锂电极的制备:同实施例1。
[0051] 待化成电芯制备:选择钴酸锂为阴极活性物质与导电剂、粘接剂及氮甲基吡洛烷 酮搅拌均匀得到浆料,之后涂敷在铝流体上,冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用;选择多孔 锂带为富锂源,孔形状为圆形,孔直径为2cm,孔间距为2cm,使用0.IMPa面压将多孔锂带复 合在阳极片涂敷层两侧得到锂阳极复合电极,再与阴极片、隔离膜卷绕成裸电芯;之后选择 铝塑膜为外封装材料进行封装、注液、静置。
[0052] SEI膜生成:将上述浸润充分的电芯,于85°C下化成,施加压力为0.1 MPa,充电电 流为1C,充电SOC为50%,使得阳极表面形成SEI膜。
[0053] 嵌锂:对上述形成SEI膜的电芯,施加2MPa的面压,再放置于70°C环境中静置4h, 使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道,此时在锂带与阳极之间的电势差作用下,金 属锂将自动嵌入阳极片中对阳极进行补锂。
[0054] 其余与实施例2相同,不再赘述。
[0055] 实施例5,与实施例2不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0056] 待富锂电极的制备:同实施例1。
[0057] 待化成电芯制备:选择钴酸锂为阴极活性物质与导电剂、粘接剂及氮甲基吡洛烷 酮搅拌均匀得到浆料,之后涂敷在铝流体上,冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用;选择多孔 锂带为富锂源,孔形状为正方形,等效孔直径为〇? 9cm,孔间距为1. 6cm,使用0? 07MPa面压 将多孔锂带复合在阳极片涂敷层两侧得到锂阳极复合电极,再与阴极片、隔离膜卷绕成裸 电芯;之后选择铝塑膜为外封装材料进行封装、注液、静置。
[0058] SEI膜生成:将上述浸润充分的电芯,于70°C下化成,施加压力为0. 07MPa,充电电 流为0. 5C,充电SOC为40%,使得阳极表面形成SEI膜。
[0059] 嵌锂:对上述形成SEI膜的电芯,施加IMPa的面压,再放置于20°C环境中静置 48h,使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道,此时在锂带与阳极之间的电势差作用 下,金属锂将自动嵌入阳极片中对阳极进行补锂。
[0060] 其余与实施例2相同,不再赘述。
[0061] 实施例6,与实施例2不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0062] 待富锂电极的制备:同实施例1。
[0063] 待化成电芯制备:选择钴酸锂为阴极活性物质与导电剂、粘接剂及氮甲基吡洛烷 酮搅拌均匀得到浆料,之后涂敷在铝流体上,冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用;选择多孔 锂带为富锂源,孔形状为三角形,等效孔直径为〇?lcm,孔间距为0? 5cm,使用0? 02MPa面压 将多孔锂带复合在阳极片涂敷层两侧得到锂阳极复合电极,再与阴极片、隔离膜卷绕成裸 电芯;之后选择铝塑膜为外封装材料进行封装、注液、静置。
[0064] SEI膜生成:将上述浸润充分的电芯,于10°C下化成,施加压力为0.04MPa,充电电 流为0. 01C,充电SOC为40%,使得阳极表面形成SEI膜。
[0065] 嵌锂:对上述形成SEI膜的电芯,施加0.5MPa的面压,再放置于40°C环境中静置 24h,使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道,此时在锂带与阳极之间的电势差作用 下,金属锂将自动嵌入阳极片中对阳极进行补锂。
[0066] 其余与实施例2相同,不再赘述。
[0067] 实施例7,与实施例2不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0068] 待富锂电极的制备:选择石墨为阳极活性物质,与导电剂、粘接剂及去离子水
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