CN101783416A - 一种锂离子电池的制造方法 - Google Patents

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席永全
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Abstract

一种锂离子电池的制造方法，包括以下步骤：①用腐蚀液将锂离子电池正极集流体表面的氧化层去除；②在所述锂离子电池正极集流体表面涂布一层导电膜；③在上述材料的基础上制造出锂离子电池正极极片；④将锂离子电池的正极配上相应的负极片并卷绕成极组，将极组装入电池外壳后，注入电解液并密封。由于用腐蚀液将锂离子电池正极集流体表面的氧化层去除，锂离子电池正极集流体的导电性能得到大幅提高；另外，在锂离子电池正极集流体表面涂一层导电膜，所述导电膜能进一步提高正极极片的导电性能；因此，锂离子电池在大电流放电时不会出现极化严重、温度上升快的问题，可满足超高倍率(30C以上的放电)的要求。

Description

一种锂离子电池的制造方法
技术领域
本发明属于电池制造方法领域，尤其涉及一种锂离子电池的制造方法。
背景技术
锂离子电池一般采用铝箔作为其正极集流体的制作原料，铝箔从生产厂家出厂运输、仓库储存到最后使用，一般都有一定的时间间隔，铝箔的表面在此期间容易被氧化，形成一层不导电的氧化铝。而在锂离子电池的制造过程中，要将正极材料(钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂等过渡金属氧化物的锂盐及磷酸亚铁锂)涂敷在铝箔表面做成正极极片，由于集流体铝箔和正极材料之间有一层绝缘的氧化铝层，该氧化铝层会导致电池在大电流放电时极化非常严重，电池温度上升也很快，存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池的制造方法，旨在解决现有锂离子电池正极极片导电性能不佳以及由此引发的锂离子电池在大电流放电极化严重、温度上升快的问题。
本发明是这样实现的，一种锂离子电池的制造方法，包括以下步骤：
①用腐蚀液将锂离子电池正极集流体表面的氧化层去除；
②在所述锂离子电池正极集流体表面涂布一层导电膜；
③在上述材料的基础上制造出锂离子电池正极极片；
④将锂离子电池的正极配上相应的负极片并卷绕成极组，将极组装入电池外壳后，注入电解液并密封。
在步骤①中，所述腐蚀液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，所述电池正极集流体为铝箔。
在所述步骤①和步骤②之间还有步骤A，在步骤A中，用去离子水清洗铝箔的表面。
在步骤A之后还有步骤B，在步骤B中，将铝箔的表面进行干燥处理。
所述干燥处理为用风吹干或自然晾干。
在所述步骤②之后还有步骤C，在步骤C中，在所述导电膜的表面涂布电极浆料。
所述导电膜为导电碳膜，所述导电碳膜涂布的厚度为3～10μm。
所述导电碳膜的制造方法为：
1)将导电碳材料加入含有PVDF的NMP溶液中；
2)将步骤1)中的溶液搅拌均匀，形成悬浮液，所述PVDF占悬浮液按重量百分比为3～8％，所述导电材料占悬浮液按重量百分比为20～40％。
所述导电碳材料为导电炭黑和乙炔黑中的一种或两种，所述PVDF的浓度为1～5％。
所述氢氧化钠溶液的浓度为0.05～2％。
采用以上技术方案后，由于用腐蚀液将锂离子电池正极集流体表面的氧化层去除，锂离子电池正极集流体的导电性能得到大幅提高，正极极片的导电性能相应的得到大幅提高；另外，在锂离子电池正极集流体表面涂一层导电膜，所述导电膜不仅能与铝箔连接牢固，而且导电性能好、孔隙率高，能大幅增加铝箔的导电性。由于锂离子电池正极极片的导电性能得到大幅提高，因此锂离子电池在大电流放电时不会出现极化严重、温度上升快的问题，可满足超高倍率(30C以上)放电的要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种锂离子电池的制造方法，包括以下几个步骤：
①「用腐蚀液将锂离子电池正极集流体表面的氧化层去除。
在本实施例中，锂离子电池正极集流体为铝箔，所述腐蚀液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
所述铝箔在生产厂家出厂运输、仓库储存和最后使用的过程中，表面非常容易被空气氧化，形成一层不导电的氧化铝。由于铝箔上要涂正极材料(钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂等过渡金属氧化物的锂盐及磷酸亚铁锂)，其表面的氧化铝会极大的影响与正极材料之间的导电性能，造成锂离子电池在大电流放电时出现极化严重、温度上升快，严重威胁其安全使用。
在本步骤中，将铝箔放入浓度为0.05～2％氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液与铝箔表面的氧化铝发生化反应并将氧化铝去除。具体来说，将所述铝箔放入浓度为0.05～2％氢氧化钠溶液中并在所述溶液中移动，铝箔上氧化铝层在铝箔的移动的过程中与氢氧化钠发生化学反应并生成NaAlO2，将NaAlO2从铝箔上去除，铝箔上的氧化铝层就完全去除了。
在步骤①之后还设有步骤A，在步骤A中，用去离子水将铝箔表面进行清洗，彻底清除铝箔表面的NaAlO2和残余杂质，使铝箔的表面干净清洁、无影响其导电性能的残余杂质。
在步骤A之后还有步骤B，在步骤B中，将铝箔的表面进行干燥处理。所述干燥处理的目的去除铝箔表面的去离子水，可采用吹风的方法将去离子水吹干，也可将去离子水自然晾干。在本实施例中，采用热风吹干去除铝箔表面的去离子水，从而达到对铝箔的表面进行干燥的目的。采用热风吹干的方法，不仅可快速的对铝箔表面进行干燥，而且还可将附着在铝箔表面的杂质吹落，确保铝箔表面无影响其导电性能的杂质。
②在所述电池正极集流体表面涂上一层导电膜。
在本步骤中，所述将导电膜涂在铝箔的表面上，使导电膜与铝箔紧密结合。在铝箔上涂导电膜可增加铝箔的导电性能。上述导电膜的制造方法为：
1)将导电碳材料加入含有PVDF的NMP溶液中。
在步骤1)中，所述导电碳材料为导电炭黑和乙炔黑中的一种或两种，所述PVDF的浓度为1～5％。
2)将步骤1)中的溶液搅拌均匀，形成悬浮液。
将上述导电膜涂在铝箔的表面，所涂导电膜的厚度为3～10μm。
所述PVDF占悬浮液按重量百分比为3～8％，所述导电材料占悬浮液按重量百分比为20～40％。
用上述方法制备的导电膜不仅能与铝箔连接牢固，而且导电性能好、孔隙率高，能大幅增加铝箔的导电性能。
在所述步骤②之后还有步骤C。在步骤C中，将在所述导电膜的表面涂布电极浆料，由于所述导电膜的导电性能较好、孔隙率高，因此能与电极浆料紧密结合，实现良好的离子导电和电子导电，满足超高倍率(30C以上)放电的要求。
③在上述材料的基础上制造出锂离子电池正极极片；
④将锂离子电池的正极配上相应的负极片并卷绕成极组，将极组装入电池外壳后，注入电解液并密封。
完成上述步骤后，锂离子电池就制造完成了。由于步骤③和④均为现有电池的制造方法，在此不再赘述。
本发明提供的锂离子电池的制造方法中的氧化铝的去除、去离子水的清洗、对铝箔进行干燥处理、在铝箔的表面涂导电膜和涂布电极浆料等工序均是依次不间断进行，整个制造设备好像一条生产线，能大幅提高电池的生产效率；而且，运用上述锂离子电池制造方法不需另建新生产线，仅在原有电池生产线的基础上作小幅改造即可完成，节约了大量设备改造更新成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池的制造方法，包括以下步骤：
①用腐蚀液将锂离子电池正极集流体表面的氧化层去除；
②在所述锂离子电池正极集流体表面涂布一层导电膜；
③在上述材料的基础上制造出锂离子电池正极极片；
④将锂离子电池的正极配上相应的负极片并卷绕成极组，将极组装入电池外壳后，注入电解液并密封。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池的制造方法，其特征在于：在步骤①中，所述腐蚀液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，所述电池正极集流体为铝箔。
3.如权利要求2所述的一种锂离子电池的制造方法，其特征在于：在所述步骤①和步骤②之间还有步骤A，在步骤A中，用去离子水清洗铝箔的表面。
4.如权利要求3所述的一种锂离子电池的制造方法，其特征在于：在步骤A之后还有步骤B，在步骤B中，将铝箔的表面进行干燥处理。
5.如权利要求4所述的一种锂离子电池的制造方法，其特征在于：所述干燥处理为用风吹干或自然晾干。
6.如权利要求1所述的一种锂离子电池的制造方法，其特征在于：在所述步骤②之后还有步骤C，在步骤C中，在所述导电膜的表面涂布电极浆料。
7.如权利要求1或6所述的一种锂离子电池的制造方法，其特征在于：所述导电膜为导电碳膜，所述导电碳膜涂布的厚度为3～10μm。
8.如权利要求7所述的一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述导电碳膜的制造方法为：
1)将导电碳材料加入含有PVDF的NMP溶液中；
2)将步骤1)中的溶液搅拌均匀，形成悬浮液，所述PVDF占悬浮液按重量百分比为3～8％，所述导电材料占悬浮液按重量百分比为20～40％。
9.如权利要求8所述的一种锂离子电池的制造方法，其特征在于：所述导电碳材料为导电炭黑和乙炔黑中的一种或两种，所述PVDF的浓度为3～8％。
10.如权利要求2所述的一种锂离子电池的制造方法，其特征在于：所述氢氧化钠溶液的浓度为0.05～2％。
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