CN102340035A

CN102340035A - 一种锂离子电池极耳的制作方法

Info

Publication number: CN102340035A
Application number: CN2011103078659A
Authority: CN
Inventors: 丁建民
Original assignee: JIANGSU LENENG BATTERY CO Ltd
Current assignee: JIANGSU LENENG BATTERY CO Ltd
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2012-02-01

Abstract

一种锂离子电池极耳的制作方法，包括以下步骤：1）制作正极；2）制作负极；3）叠放极芯；4）极耳热压焊；5）极耳热压复胶；6）封装；本发明，可以有效的降低极耳连接内阻，由原电池内阻1.2mΩ,下降到0.85mΩ，同时倍率放电性能得到大幅提高，以0.5C放电容量作为标准容量，1C放电容量由99.6%提高到100%，5C放电容量由97.3%提高到99.6%，10C放电容量由92.1%提高到99.4%。

Description

一种锂离子电池极耳的制作方法

技术领域

本发明涉及到二次锂离子电池领域，具体地说，涉及一种降低软包装锂离子电池连接内阻的方法，更具体地说，是一种通过减少电芯和极耳之间的连接来达到减少连接内阻的方法。

背景技术

目前锂离子电池已经广泛的应用于各个领域，日常生活中常见的有便携式电话电池，笔记本电池，便携式电动工具电池等。随着电动汽车普及率的提高，锂离子电池因为其出色的质量能量密度，较长的使用寿命日渐取代了镍氢电池，成为电动汽车电池的首选。

作为电动汽车电池，目前主要有以下几种类型：圆柱形电池、方形金属壳体电池、方形铝塑膜电池。但是圆柱形电池存在空间利用率低，单体之间的连接过于复杂的问题，而方形金属壳体虽然克服了空间利用率和单体连接方面的问题，但由于金属壳体本身较重，影响了其质量能量密度，制约了其发展。铝塑膜电池由于其较轻的壳体重量，较好的质量能量密度，较简单的封装工艺，日益成为锂离子动力电池的首选。

通过预先将正负极冲裁成预定的尺寸，并预留一部分集流体作为电流的引出电极（如图1），然后依次将正极、隔膜、负极通过层层叠加制作成目标容量的电芯，最后封装成电池，这样的制作方法目前已经成为方形铝塑膜电池的主要制作方法。在封装过程中，为了保证密封性，通常是在电池极耳上下预先热压一层高分子的极耳胶，通过这层极耳胶与同为高分子材料的铝塑膜内层，经过热熔处理粘接在一起，保证了电池的密封性。预先热压极耳胶的极耳与叠片后的多层极耳是通过铆接或超声波焊接连接在一起的，这样势必会增加电池的连接内阻。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电池极耳的制作方法, 是一种软包电池多极极耳经过热压处理，再在其上热压一层高分子的极耳胶，来减少电芯和极耳之间的连接，达到减少连接内阻的目的。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的: 一种锂离子电池极耳的制作方法，包括以下步骤：1）制作正极；2）制作负极；3）叠放极芯；4）极耳热压焊；5）极耳热压复胶；6）封装；其特征在于：

1）、制作正极：取磷酸铁锂正极粉料经过加工配置而成的正极浆料，在实验小涂布机上通过间隙涂布，对电极部分均匀的将正极浆料双面涂敷在铝箔上，极耳部分不涂布浆料，只有极流体铝箔，用模切机冲裁成在铝箔极流体表面涂敷有正极浆料的对电极部分和在铝箔极流体表面未涂敷正极浆料的正极极耳的正极极片；

2）、制作负极：取人造石墨为基材经过加工配置而成的负极浆料，在实验小涂布机上通过间隙涂布，对电极部分均匀的将负极浆料双面涂敷在铜箔上，极耳部分不涂布浆料，只有极流体铜箔，用模切机冲裁成在铜箔极流体表面涂敷有负极浆料的对电极部分和在铜箔极流体表面未涂敷负极浆料的负极极耳的负极极片；

所述的步骤1）、2）中的正极极耳是15u-30u的铝箔，负极极耳是8u-12u的铜箔。

3）、叠放极芯：将负极、隔膜、正极依次按照顺序叠放成极芯，用铜线或铝线引出极耳；

所述的叠放的层数在3层以上。

4）、极耳热压焊：将多层极耳热压成整体，其中：铜线引出极耳在 1000-1100℃下进行热压，铝线引出极耳在700-750℃下进行热压；

所述的多层极耳热压成整体的方式是热压焊。

5)、极耳热压复胶：在热压后的极耳上用130-140℃温度复合一层极耳胶；

所述的极耳胶的材质是聚丙烯胶PP。

6）、封装：将极芯和极耳进行烘烤、封装、注液、老化，制成铝塑膜包装电池，测试电池的电阻、倍率为成品。

本发明，利用集流体直接作为锂离子电池的引出电极，减少了极芯内的连接环节，可以有效的降低极耳连接内阻，由原电池内阻1.2mΩ,下降到0.85 mΩ，同时倍率放电性能得到大幅提高，以0.5C放电容量作为标准容量，1C放电容量由99.6%提高到100%，5C放电容量由97.3%提高到99.6%，10C放电容量由92.1%提高到99.4%。

附图说明

图1为叠片型电池极片示意图。

图2为叠片型电芯示意图。

图3 不同状态极耳示意图。

附图：1为负极、2为隔膜、3为正极。

具体实施方式

下面用一些详细的例子说明本发明，但本发明不仅仅限于这些实施例。

实施例1：

取LiFePO₄活性材料粉末85~93份加入到行星球磨机中，加入2~5份Super P导电剂、2~5份ks-6导电剂、1~8份粘结剂1、0.5~6份粘结剂2，80~120份NMP有机溶剂，在行星球磨机中充分混合后，配成混合均匀的正极浆料。将配置的正极浆料在实验小涂布机上通过间隙涂布部分均匀的涂敷在15um厚的铝箔上，其中涂敷有正极浆料的部分为正极对电极部分，未涂敷正极浆料的部分为极耳部分；铝箔事先涂布了总计2um厚的纳米碳预涂层（双面），制成极片，极片双面敷料，双面敷料的面密度是0.02g/cm²，将极片碾压到2.1g/cm³的体密度。然后使用模切机冲裁成对电极部分大小为80mm（宽）*110mm（长）和极耳大小为12mm（宽）*20mm（长）的正极极片，正极极耳的材质为15u-30u铝箔。

选用去离子水75份，加入1.5份CMC(羟甲基纤维素钠)在高速搅拌机内搅拌2小时后，加入石墨化度为85%的人造石墨97份，在高速搅拌下，搅拌2小时后，加入SBR胶液3份（50%固含）后，高速搅拌30分钟后，加入15份去离子水后，高速搅拌30分钟后，过120目的筛网，配置成混合均匀的负极浆料。将配置的浆料在实验小涂布机上通过间隙涂布部分均匀的涂敷在8um厚的电解铜箔上，其中涂敷有负极浆料的部分为负极对电极部分，未涂敷负极浆料的部分为铜箔极耳部分；极片双面敷料，双面敷料的面密度是0.012g/cm²，将极片碾压到1.4g/cm³的体密度。然后使用模切机冲裁成负极对电极部分大小为84mm（宽）*116mm（长）和极耳部分大小为12mm（宽）*20mm（长）的负极极片，极耳负极材质为8u-12u铜箔。

由图1、图2知，叠片型电池极片的电芯依次由负极1、隔膜2、正极3按照顺序叠放成极芯，将铜引出极耳在1000-1100℃下进行热压焊，铝引出极耳在700-750℃下进行热压焊，然后再在热压后的极耳上用130-140℃温度复合一层PP（聚丙烯）材质的极耳胶。然后将极芯和极耳进行烘烤、封装、注液、老化等过程，最后制成铝塑膜包装电池，测试电池的电阻，不同倍率性能。

比较例1：

制作正极与负极的步骤同同实施例1。

叠放极芯是依次将负极、隔膜、正极按照顺序叠放成极芯，将预先复合好PPa极耳胶的铝片（0.2mm厚*12mm宽*20mm长）和镍片（0.2mm厚*12mm宽*20mm长）用超声波焊接在正负极的极耳上。然后进行烘烤、封装、注液、老化等过程，最后制成铝塑膜包装电池，测试电池的电阻。不同倍率性能。

表一：内阻比较

	内阻（mΩ）
		实施例1	0.85
比较例1	1.20

表二：不同倍率放电（以0.5C放电容量为基准）

从表一、表二测试结果看，本发明制作的电池与传统工艺制作的电池，电池内阻下降很多，由原1.2 mΩ下降到0.85mΩ.大电流放电容量保持率得到很大提高，10C放电放电容量保持率由原来92.1%提高到99.4%。

由图3知，是不同状态极耳示意图。（a）图为处理前极耳的状态，其极耳的质量能量密度差，（b）图为处理后极耳的状态，其极耳的质量能量密度有明显的提高。

Claims

1.一种锂离子电池极耳的制作方法，包括以下步骤：1）制作正极；2）制作负极；3）叠放极芯；4）极耳热压焊；5）极耳热压复胶；6）封装；其特征在于：

4）、极耳热压焊：将多层极耳热压成整体，其中：铜线引出极耳在1000-1100℃下进行热压，铝线引出极耳在700-750℃下进行热压；

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述的步骤1）、2）中的正极极耳是15u-30u的铝箔，负极极耳是8u-12u的铜箔。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述的步骤3）中的叠放层数在3层以上。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述的步骤4）中的多层极耳热压成整体的方式是热压焊。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述的步骤5）中的极耳胶是聚丙烯胶PP材质。