一种锂离子电池裸电芯及含有该裸电芯的锂离子电池的制备方法_2

文档序号:8906952阅读:来源:国知局
I的生成;
[0027] 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。
[0028] 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,两孔边缘之间的距离(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。
[0029]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LiPF6为锂盐配 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;
[0030] 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。
[0031] 实施例1,与比较例2不同的是,本实施例包括以下步骤:
[0032] 复合隔离膜制备:选择金属锂带为富锂物质,对其进行打孔,孔形状为圆形,孔直 径为0? 4cm,孔间距为lcm,再进行滚压,使得金属锂带上的毛刺小于5um;之后与厚度为 12um的隔离膜复合,复合面压为IMPa,最终得到复合隔离膜。
[0033] 待化成电芯制备: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;将上述的复合隔离膜与阴极片、阳极片卷绕得 到裸电芯(多孔富锂层介于阳极片与隔离膜之间),选择铝塑膜为包装袋,之后进行顶封、 注液、静置,待电解液充分浸润后得到待化成电芯。
[0034] 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SOC为40%,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。
[0036] 其余与比较例2相同,不再赘述。
[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] 复合隔离膜制备:选择金属锂带为富锂物质,对其进行打孔,孔形状为圆形,孔直 径为4cm,孔间距为4cm,再进行滚压,使得金属锂带上的毛刺小于20um;之后与厚度为50um 的隔离膜复合,复合面压为lOMPa,最终得到复合隔离膜。
[0039] 待化成电芯制备:同实施例1。
[0040]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S0C为60%,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。
[0042] 其余与实施例1相同,不再赘述。
[0043] 实施例3,与实施例1不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0044] 复合隔离膜制备:选择金属锂带为富锂物质,对其进行打孔,孔形状为圆形,孔直 径为2cm,孔间距为2cm,再进行滚压,使得金属锂带上的毛刺小于lOum;之后与厚度为20um的隔离膜复合,复合面压为3MPa,最终得到复合隔离膜。
[0045] 待化成电芯制备:同实施例1。
[0046] 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.IMPa,充电电 流为1C,充电SOC为50%,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。
[0048] 其余与实施例1相同,不再赘述。
[0049] 实施例4,与实施例1不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0050] 复合隔离膜制备:选择金属锂带为富锂物质,对其进行打孔,孔形状为正方形,等 效孔直径为0. 9cm,孔间距为1. 6cm,再进行滚压,使得金属锂带上的毛刺小于2um;之后与 厚度为6um的隔离膜复合,复合面压为0. 5MPa,最终得到复合隔离膜。
[0051] 待化成电芯制备:同实施例1。
[0052]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。
[0053] 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。
[0054] 其余与实施例1相同,不再赘述。
[0055] 实施例5,与实施例1不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0056] 复合隔离膜制备:选择金属锂带为富锂物质,对其进行打孔,孔形状为三角形,有 效孔直径为〇?lcm,孔间距为0? 5cm,再进行滚压,使得金属锂带上的毛刺小于2um;选择2um 厚度的隔离膜作为基体,对其表面涂敷一层厚度为4um的陶瓷层,之后涂敷一层厚度为2um 的PVDF层得到陶瓷与PVDF处理后的隔离膜,烘干后与上述多孔金属锂带复合得到复合隔 尚月旲,見合面压为〇.OIMPa。
[0057] 对其进行打孔,孔形状为三角形,有效孔直径为0? 1cm,孔间距为0? 5cm,再进行滚 压,使得金属锂带上的毛刺小于2um;选择2um厚度的隔离膜作为基体,对其表面涂敷一层 厚度为4um的陶瓷层,之后涂敷一层厚度为2um的PVDF层得到陶瓷与PVDF处理后的隔离 膜,烘干后与上述多孔金属锂带复合得到复合隔离膜,复合面压为0.OIMPa。
[0058] 待化成电芯制备:同实施例1。
[0059]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S0C为3%,使得阳极表面形成SEI膜。
[0060] 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。
[0061] 其余与实施例1相同,不再赘述。
[0062] 实施例6,与实施例1不同的是,本实施例包括如下步骤:
[0063] 复合隔离膜制备:选择粒径为50um的金属锂粉为富锂源;选择30um厚度的隔离 膜作为基体,对其表面涂敷一层厚度为4um的陶瓷-PVDF复合层得到陶瓷-PVDF处理后的 隔离膜,烘干后将金属锂粉均匀的分布于隔离膜表面,再采用〇. 8MPa的面压将锂粉滚压在 隔离膜表面形成多孔富锂层。
[0064] 待化成电芯制备:选择石墨为阳极活性物质,与导电剂、粘接剂及去离子水搅拌均 匀得到浆料,之后涂敷在多孔的铜集流体上,冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用;选择磷酸 铁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;将上述的复合隔离膜与阴极片、阳极片卷绕 得到裸电芯(多孔富锂层介于阳极片与隔离膜之间),选择无锈钢膜为包装袋,之后进行顶 封、注液、静置,待电解液充分浸润后得到待化成电芯。
[0065] 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SOC为90%,使得阳极表面形成SEI膜。
[0066] 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。
[0067] 其余与实施例1相同,不再赘述。
[0068] 实施例7,与实施例6不同的是,本实施
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