CN102082289A - 一种水剂软包微型锂离子电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用水性粘合剂、导电剂和去离子水制备的正、负极浆料，用高精确定量注液态电解液和高精确定位热封的软包微型锂离子电池及其制备方法。本发明正极配方包括正极活性材料、水性粘合剂、水性导电剂、消泡剂，去离子水，其中：固液体比＝1∶0.7～0.9；负极配方包括中间相炭微球、水性粘合剂，去离子水，其中：固液比＝1∶1.0～1.1。本发明为适应微电子技术的发展而制造的一种用水性粘合剂、导电剂和去离子水制备的正、负极浆料，用液态电解液和软包装生产的厚度超薄、容量较大、寿命较长、成本很低的微型电池。

Description

一种水剂软包微型锂离子电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种采用水性粘合剂、导电剂和去离子水制备的正、负极浆料，用高精确定量注液态电解液和高精确定位热封的软包微型锂离子电池及其制备方法，特别是一种制备过程中不使用有机溶剂NMP，而使用清洁的去离子水为溶剂生产的厚度超薄、容量较大、寿命较长、成本很低的微电源用锂离子电池及其制备方法。
背景技术
锂离子电池分为液态电解液锂离子电池和聚合物锂离子电池。它们都具有比能量高、工作电压高、应用温度宽、自放电率低、循环寿命长、无污染、安全性能好等独特优势，是二十一世纪理想的绿色环保电源。随着当代高新技术的发展和人类生活水平的提高，促进了全世界各国微电子技术的高速发展。而当前微电子技术的发展特别需要将微电源与微电子器件或设备连为一体，以成为更加完美的高新技术产品。
发明内容
本发明的一种水剂软包微型锂离子电池，制备电池正、负极浆料时无需使用有机溶剂(PVDV为粘合剂，NMP为分散溶液)，是一种采用水性粘合剂、导电剂和去离子水制备的正、负极浆料，采用液态电解液和软包装、生产工艺流程较为简洁而生产出其电性能极优的微型电池，该产品正适应了当前微电子技术高速发展的需求，其应用前景十分广阔。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种水剂软包微型锂离子电池，其特征在于：正极配方包括正极活性材料、水性粘合剂、水性导电剂、消泡剂，去离子水，其中：固液比＝1∶0.7～0.9；负极配方包括中间相炭微球、水性粘合剂，去离子水，其中：固液比＝1∶1.0～1.1。
本发明的水剂软包微型锂离子电池，正极固液比＝1∶0.7；负极固液比＝1∶(1.0～1.1)。
本发明的水剂软包微型锂离子电池，正极固液比＝1∶0.8；负极固液比＝1∶(1.0～1.1)。
本发明的水剂软包微型锂离子电池，正极固液比＝1∶0.9；负极固液比＝1∶(1.0～1.1)。
本发明的水剂软包微型锂离子电池制备方法，其中：电池化成流程及参数为：
1)将10只微型电池并联接入化成柜；
2)以0.01C恒流充电150分钟，上限电压2.5V；
3)以0.02C恒流充电200分钟，上限电压2.5V；
4)搁置3分钟；
5)以0.05C恒流充电180分钟，上限电压3.6V；
6)以0.5C恒流恒压充电200分钟，上限电压4.2V；
7)搁置15分钟；
8)以0.5C恒流放电至终止电压3.0V；
9)搁置3分钟；
10)以0.5C恒流恒压充电90分钟，上限电压3.8V。
本发明的水剂软包微型锂离子电池制备方法，其中：电池分容流程及参数为：
11)搁置3分钟；
12)以0.2C恒流放电至终止电压3.0V；
13)搁置15分钟；
14)以0.5C恒流充电120分钟，上限电压3.6V；
15)以0.5C恒流恒压充电120分钟，上限电压4.2V；
16)搁置15分钟；
17)以0.5C恒流放电至终止电压3.0V；
18)搁置15分钟；
19)以0.5C恒流恒压充电90分钟，上限电压3.8V；
本发明为适应微电子技术的发展而制造的一种用水性粘合剂、导电剂和去离子水制备的正、负极浆料，用液态电解液和软包装生产的厚度超薄、容量较大、寿命较长、成本很低的微型电池。本发明微型电池与现有技术相比，具有有以下特点：
1.制备电池正、负极浆料时无需使用有机溶剂(PVDV为粘合剂，NMP为分散溶液)，而采用水性粘合剂、导电剂和去离子水，该方法既可降低原材料成本约20％～30％，又可杜绝溶剂对环境的污染。
2.该发明微型电池无需外接极耳，而是将集流体未涂布部分的极耳用特殊研制的处理液进行极耳处理。
3.该发明微型电池是液态电解液电池，应用高精确定量注液。
4.该电池的软包装是极薄的铝塑复合膜，其封口技术需要高精确定位热封。
5.该电池的容量可制成1～30mAH的系列产品。
6.该电池的厚度可制成≤0.4mm的系列产品。
7.该电池的循环寿命≥2000次(80％DOD)。
附图说明
图1是本发明水剂软包微型锂离子电池制备流程图。
具体实施方式
本发明的目的是由以下技术方案与实施方式来实现的：
一、正、负极浆料的配方及相关参数
正极配方：正极活性材料、水性粘合剂、水性导电剂、消泡剂，去离子水。固液比＝1∶0.7～0.9
负极配方：中间相炭微球、水性粘合剂，去离子水。固液比＝1∶1.0～1.1。
其具体实施例如下：
本发明的正极配方包括正极活性材料、水性粘合剂、水性导电剂、消泡剂，去离子水，其中：固液比＝1∶0.7～0.9；负极配方包括中间相炭微球、水性粘合剂，去离子水，其中：固液比＝1∶1.0～1.1。
其中：当正极固液比＝1∶0.7；负极固液比＝1∶1.0。也可以正极固液比＝1∶0.7；负极固液比＝1∶1.1。
另外，当正极固液比＝1∶0.8；负极固液比＝1∶1.0。也可以正极固液比＝1∶0.8；负极固液比＝1∶1.1。
再，当正极固液比＝1∶0.9；负极固液比＝1∶1.0。也可以正极固液比＝1∶0.9；负极固液比＝1∶1.1。
如图1所示的微型锂离子电池生产工艺流程图，本发明微型电池化成、分容流程及参数如下：
(一)化成
1.将10只微型电池并联接入化成柜；
2.以0.01C恒流充电150分钟，上限电压2.5V；
3.以0.02C恒流充电200分钟，上限电压2.5V；
4.搁置3分钟；
5.以0.05C恒流充电180分钟，上限电压3.6V；
6.以0.5C恒流恒压充电200分钟，上限电压4.2V；
7.搁置15分钟；
8.以0.5C恒流放电至终止电压3.0V；
9.搁置3分钟；
10.以0.5C恒流恒压充电90分钟，上限电压3.8V。
(二)分容
1.搁置3分钟；
2.以0.2C恒流放电至终止电压3.0V；
3.搁置15分钟；
4.以0.5C恒流充电120分钟，上限电压3.6V；
5.以0.5C恒流恒压充电120分钟，上限电压4.2V；
6.搁置15分钟；
7以0.5C恒流放电至终止电压3.0V；
8.搁置15分钟；
9.以0.5C恒流恒压充电90分钟，上限电压3.8V；
尽管对本发明的特征及其优势已经描述了很多，然而可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构想做出其他多种相应的改变，而所有这些改变都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种水剂软包微型锂离子电池，其特征在于：正极配方包括正极活性材料、水性粘合剂、水性导电剂、消泡剂，去离子水，其中：固液比＝1∶0.7～0.9；负极配方包括中间相炭微球、水性粘合剂，去离子水，其中：固液比＝1∶1.0～1.1。
2.根据权利要求1所述的水剂软包微型锂离子电池，其特征在于所述正极固液比＝1∶0.7；负极固液比＝1∶1.0。
3.根据权利要求1或2所述的水剂软包微型锂离子电池，其特征在于所述正极固液比＝1∶0.7；负极固液比＝1∶1.1。
4.根据权利要求1所述的水剂软包微型锂离子电池，其特征在于所述正极固液比＝1∶0.8；负极固液比＝1∶1.0。
5.根据权利要求1或4所述的水剂软包微型锂离子电池，其特征在于所述正极固液比＝1∶0.8；负极固液比＝1∶1.1。
6.根据权利要求1所述的水剂软包微型锂离子电池，其特征在于所述正极固液比＝1∶0.9；负极固液比＝1∶1.0。
7.根据权利要求1或6所述的水剂软包微型锂离子电池，其特征在于所述正极固液比＝1∶0.9；负极固液比＝1∶1.1。
8.根据权利要求1所述的水剂软包微型锂离子电池制备方法，其特征在于电池化成流程及参数为：
1)将10只微型电池并联接入化成柜； 
2)以0.01C恒流充电150分钟，上限电压2.5V；
3)以0.02C恒流充电200分钟，上限电压2.5V；
4)搁置3分钟；
5)以0.05C恒流充电180分钟，上限电压3.6V；
6)以0.5C恒流恒压充电200分钟，上限电压4.2V；
7)搁置15分钟；
8)以0.5C恒流放电至终止电压3.0V；
9)搁置3分钟；
10)以0.5C恒流恒压充电90分钟，上限电压3.8V。
9.根据权利要求1所述的水剂软包微型锂离子电池制备方法，其特征在于电池分容流程及参数为：
1)搁置3分钟；
2)以0.2C恒流放电至终止电压3.0V；
3)搁置15分钟；
4)以0.5C恒流充电120分钟，上限电压3.6V；
5)以0.5C恒流恒压充电120分钟，上限电压4.2V；
6)搁置15分钟；
7)以0.5C恒流放电至终止电压3.0V；
8)搁置15分钟；
9)以0.5C恒流恒压充电90分钟，上限电压3.8V。 
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