CN102629695A - 一种高容量锂离子动力电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高容量锂离子动力电池及其制备方法，包括正极片(1)、隔膜(2)、负极片(3)、负极耳(4)、正极耳(5)，其特征在于：正极片(1)和负极片(3)分别边角采用圆弧过渡，其由正、负极集流体和涂覆于正、负极集流体上的活性物质组成；所述正极耳(5)与正极片(1)连接；所述负极耳(4)与负极片(3)连接；所述正极片(1)包括正极材料、正极导电剂、正极材料粘结剂和正极金属集流体；所述负极片(3)包括石墨、负极导电剂、负极材料粘结剂和负极金属集流体。该电池制备方法包括以下步骤：配料、涂布、辊压、电池极片制作、叠片、烘烤、注液、化成、分容。本发明的优点效果是：该锂离子动力不仅容量大和大倍率放电，而且循环性能好。
Description
技术领域
本发明属于锂电电池制造，特别涉及一种高容量锂离子动力电池及其制备方法。
背景技术
随着经济发展和人民生活水平提高，人们对高能密度的大容量电池的需求愈来愈强烈，在电动工具可选用的几种电池中锂离子电池性能最好。锂离子电池与一般的普通碱性电池不同，有高电压、高比能量、循环寿命长、自放电率低等特点。然而，对于已经应用于手机、笔记本电脑等领域的锂离子电池，如何把它做大一直是困扰动力电池发展的技术难题。LiCoO2是商品化锂离子电池最早使用的正极材料，因其易于合成、电压平台高、比能量适中、循环性能好等优点，已在小型电池中得到广泛应用，但除了钴资源的制约因素外，其过充不安全性也决定了它不可能在大容量电池中得到广泛应用。由于LiCoO2离子电池能量密度高，在过充电状态下，电池温度上升、能量过剩，电池内压急剧上升而有发生自燃或爆炸的危险。由于长期以来锂离子动力电池产业化进程的之后，锂离子动力电池的制备方法今本市沿袭LiCoO2/C电池的制备方法，尤其在电池设计、制造等方面还需进一步的研究开发和完善。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种电池容量大、循环性能好、生产工艺简化的高容量锂离子动力电池及制备方法。
本发明的技术方案是：一种高容量锂离子动力电池，包括正极片1、隔膜2、负极片3、负极耳4、正极耳5，其特征在于：正极片1和负极片3分别边角采用圆弧过渡，其由正、负极集流体和涂覆于正、负极集流体上的活性物质组成；所述正极耳5与正极片1连接；所述负极耳4与负极片3连接；所述正极片1包括正极材料、正极导电剂、正极材料粘结剂和正极金属集流体；所述负极片3包括石墨、负极导电剂、负极材料粘结剂和负极金属集流体。
进一步地，所述正极材料为橄榄石结构的磷酸铁锂；所述正极集流体采用铝箔，铝箔厚度为15μm～20μm；所述正极材料粘结剂选用聚偏二氟乙烯；所述正极导电剂选用超导碳黑、导电石墨中的一种或几种混合物。
进一步地，所述正极片1中正极材料、导电石墨、正极材料粘结剂的重量百分比配比范围：
正极材料：88％-95％
超导碳黑：0％-4％
导电石墨：0％-4％
聚偏二氟乙烯：2％-8％
进一步地，所述负极材料选用天然石墨或人造石墨；所述负极集流体采用铜箔，铜箔厚度为10μm～15μm；所述负极导电剂选用超导碳黑；所述负极材料粘结剂选用羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)粘结剂中的混合物。
进一步地，所述负极片3中负极材料、负极导电剂、正极材料粘结剂的的重量百分比配比范围：
负极材料：93％-97％
超导炭黑：0％-3％
羧甲基纤维素纳：1％-3％
丁苯橡胶乳液固含量：2％-4％
一种高容量锂离子动力电池的制备方法，包括以下步骤：步骤一配料；、步骤二涂布；步骤三辊压；步骤四电池极片制作；步骤五叠片；步骤六烘烤；步骤七注液；步骤八化成；步骤九分容；具体如下：
步骤一配料：
以循序配制法配制以N-甲基-2-吡咯烷酮为介质的正极浆料，所需材料为：聚偏二氟乙烯2％-8％、磷酸铁锂88％-95％、导电剂超导炭黑0％-4％和导电石墨0％-4％中的一种或几种混合物；N-甲基-2-吡咯烷酮的用量受磷酸铁锂粒径大小、粒度分布的制约，固液比＝1∶1-1.5；导电剂和磷酸铁锂均需在95-120℃烤箱内烘烤3-8小时；将聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯烷酮搅拌约3-4小时后，加入导电剂超导炭黑或导电石墨搅拌1-3小时，最后加入磷酸铁锂搅拌3-5小时成粘稠的浆状；
配制以水为介质的负极浆料，所需材料为：石墨93％-97％、超导炭黑0％-3％、羧甲基纤维素纳1％-3％、丁苯橡胶乳液固含量2％-4％，水为所有前述物质总量的100％-160％即固液比＝1∶1-1.6；将羧甲基纤维素纳加入水中搅拌4-5小时，加入导电剂超导炭黑搅拌2-3小时，加入石墨搅拌1-3小时，最后加入丁苯橡胶乳液搅拌1-1.5小时成浆状；
步骤二涂布：将搅拌好的正极或负极浆料均匀的涂覆在金属箔集流体上，并留出空白区域，作为极耳区，极耳区长度不得超过涂层的1/2，然后进入涂布机烘箱烘烤，烘烤干后即成为半成品集流体；涂布中须注意不可有划痕，漏基体，纵横方向上的偏轻偏重现象；无论正极或是负极，配制好的浆料涂布于金属箔上后均须从预热区段进入涂布机的烘干巷道，绝对不可倒置；预热区段的温度为90℃或以下，中温区段的温度在110℃～130℃之间、高温区段的温度在120℃～140℃之间；在前述温度条件下，涂布烘烤时，负极浆料的温度较正极浆料的温度稍低10℃～15℃，以水为介质的浆料温度较N-甲基-2-吡咯烷酮为介质的浆料温度稍低10℃～15℃；涂布的线速度在每分钟2m～8m的范围内调整；
步骤三辊压：辊压工艺中，正极在辊压前的厚度约为180μm～280μm，辊压后的厚度为100μm～165μm；负极在辊压前的厚度约为140μm～200μm，辊压后的厚度为70μm～120μm；
步骤四电池极片制作，正极片为带有大叶单极耳的矩形片，极耳为没有涂层的铝箔；负极片为带有大叶单极耳的矩形片，极耳为没有涂层的铜箔；制作极片的方法是直接使用模切机选用相应的刀模成型的极片；大叶极耳的最大宽度小于极片宽度的1/3，大叶极耳的高度小于极片高度的1/2；正负极极耳宽度相同，高度相同；正极片高度小于负极片高度1～6mm，正极片宽度小于负极片宽度1～6mm；极片边角采用圆弧过渡方式，一般为R2～R8。
隔膜采用具有微孔结构且电流切断温度低的20μm～40μm厚度的聚乙烯材料或聚丙烯材料制成的长条状；隔膜宽度大于负极片高度2～6mm；
步骤五叠片，使用Z型全自动叠片机进行叠片，根据电池壳体的内部空间计算出所需要叠片的数量，叠片后电芯的厚度为电池壳体空间的88％～96％。叠片完毕将大叶极耳打孔，然后使用螺丝将电池极耳装配到电池正、负极柱上；
步骤六烘烤：在真空烤箱中烘烤24小时，真空度不低于-0.08MPa，烘烤温度为80℃～90℃，每隔3～5小时换氮气，并保持30分钟，然后再次抽真空，烘烤时间结束，温度降至50℃以下，拿出烤箱，然后转到下一工序；
步骤七注液：电池使用半自动真空注液机注液，注液的同时通入高纯氮气或氩气；锂离子动力电池的注液量需根据其容量计算，注液量过大不但容易漏液，且易引起鼓壳；注液量过小则易引起正、负极活性物质的恶化；锂离子动力电池的注液量在6.0g/Ah～7.5g/Ah的范围内调整；注液的环境控制非常重要，故须在手套箱或其他能够达到要求的环境中完成注液；注液通常从电池壳盖的注液孔上注入；
锂离子动力电池在装入内本体及注液以后，仍应保持一定的空腔，不可以为了缩小体积或节约外壳材料，刻意以固体物质或电解液充满锂离子动力电池的内腔；视锂离子动力电池容量的大小不同，空腔约为内腔容积的3％～10％，空腔可以保护气体填充；
步骤八化成：化成工序必须一次性不间断地完成，中途不可随意中止或停止；化成曲线应光滑连结，电流应控制在0.05C/30分钟、0.1C/120分钟、0.2C/360分钟，恒流充满后转为恒压继续充，务求一次性充足；
步骤九分容：将电性能各项指标均符合工艺要求的电池与各项电性能指标未达工艺要求的电池分别置放入库。
本发明的优点效果是：该锂离子动力不仅容量大和大倍率放电，而且可以循环性能好。
附图说明
图1为本发明一种高容量锂离子动力电池结构示意图
图2为本发明一种高容量锂离子动力电池外部结构结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述：
如图1、图2所示，一种高容量锂离子动力电池，包括正极片1、隔膜2、负极片3、负极耳4、正极耳5，其特征在于：正极片1和负极片3分别边角采用圆弧过渡，其由正、负极集流体和涂覆于正、负极集流体上的活性物质组成；所述正极耳5与正极片1连接；所述负极耳4与负极片3连接；所述正极片1包括正极材料、正极导电剂、正极材料粘结剂和正极金属集流体；所述负极片3包括石墨、负极导电剂、负极材料粘结剂和负极金属集流体。
进一步地，所述正极材料为橄榄石结构的磷酸铁锂；所述正极集流体采用铝箔，铝箔厚度为15μm～20μm；所述正极材料粘结剂选用聚偏二氟乙烯；所述导电剂选用超导碳黑、导电石墨中的一种或几种混合物。
进一步地，所述正极片1中正极材料、导电剂、正极材料粘结剂的重量百分比配比范围：
正极材料：88％-95％
超导碳黑：0％-4％
导电石墨：0％-4％
聚偏二氟乙烯：2％-8％
进一步地，所述负极材料选用天然石墨或人造石墨；所述负极集流体采用铜箔，铜箔厚度为10μm～15μm；所述导电剂选用超导碳黑；所述负极材料粘结剂选用羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)粘结剂中的混合物。
进一步地，所述负极片3中负极材料、负极导电剂、正极材料粘结剂的的重量百分比配比范围：
负极材料：93％-97％
超导炭黑：0％-3％
羧甲基纤维素纳：1％-3％
丁苯橡胶乳液固含量：2％-4％
一种高容量锂离子动力电池的制备方法，包括以下步骤：步骤一配料；、步骤二涂布；步骤三辊压；步骤四电池极片制作；步骤五叠片；步骤六烘烤；步骤七注液；步骤八化成；步骤九分容；具体如下：
步骤一配料：
以循序配制法配制以N-甲基-2-吡咯烷酮为介质的正极浆料，所需材料为：聚偏二氟乙烯2％-8％、磷酸铁锂88％-95％、导电剂超导炭黑0％-4％和导电石墨0％-4％中的一种或几种混合物；N-甲基-2-吡咯烷酮的用量受磷酸铁锂粒径大小、粒度分布的制约，固液比＝1∶1-1.5；导电剂和磷酸铁锂均需在95-120℃烤箱内烘烤3-8不时；将聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯烷酮搅拌约3-4小时后，加入导电剂超导炭黑或导电石墨搅拌1-3小时，最后加入磷酸铁锂搅拌3-5小时成粘稠的浆状；
配制以水为介质的负极浆料，所需材料为：石墨93％-97％、超导炭黑0％-3％、羧甲基纤维素纳1％-3％、丁苯橡胶乳液固含量2％-4％，水为所有前述物质总量的100％-160％即固液比＝1∶1-1.6；将羧甲基纤维素纳加入水中搅拌4-5小时，加入导电剂超导炭黑搅拌2-3小时，加入石墨搅拌1-3小时，最后加入丁苯橡胶乳液搅拌1-1.5小时成浆状；
步骤二涂布：将搅拌好的正极或负极浆料均匀的涂覆在金属箔集流体上，并留出空白区域，作为极耳区，极耳区长度不得超过涂层的1/2，然后进入涂布机烘箱烘烤，烘烤干后即成为半成品集流体；涂布中须注意不可有划痕，漏基体，纵横方向上的偏轻偏重现象；无论正极或是负极，配制好的浆料涂布于金属箔上后均须从预热区段进入涂布机的烘干巷道，绝对不可倒置；预热区段的温度为90℃或以下，中温区段的温度在110℃～130℃之间、高温区段的温度在120℃～140℃之间；在前述温度条件下，涂布烘烤时，负极浆料的温度较正极浆料的温度稍低10℃～15℃，以水为介质的浆料温度较N-甲基-2-吡咯烷酮为介质的浆料温度稍低10℃～15℃；涂布的线速度在每分钟2m～8m的范围内调整；
步骤三辊压：辊压工艺中，正极在辊压前的厚度约为180μm～280μm，辊压后的厚度为100μm～165μm；负极在辊压前的厚度约为140μm～200μm，辊压后的厚度为70μm～120μm；
步骤四电池极片制作，正极片为带有大叶单极耳的矩形片，极耳为没有涂层的铝箔；负极片为带有大叶单极耳的矩形片，极耳为没有涂层的铜箔；制作极片的方法是直接使用模切机选用相应的刀模成型的极片；大叶极耳的最大宽度小于极片宽度的1/3，大叶极耳的高度小于极片高度的1/2；正负极极耳宽度相同，高度相同；正极片高度小于负极片高度1～6mm，正极片宽度小于负极片宽度1～6mm；极片边角采用圆弧过渡方式，一般为R2～R8。
隔膜采用具有微孔结构且电流切断温度低的20μm～40μm厚度的聚乙烯材料或聚丙烯材料制成的长条状；隔膜宽度大于负极片高度2～6mm
步骤五叠片，使用Z型全自动叠片机进行叠片，根据电池壳体的内部空间计算出所需要叠片的数量，叠片后电芯的厚度为电池壳体空间的88％～96％。叠片完毕将大叶极耳打孔，然后使用螺丝将电池极耳装配到电池正、负极柱上；
步骤六烘烤：在真空烤箱中烘烤24小时，真空度不低于-0.08MPa，烘烤温度为80℃～90℃，每隔3～5小时换氮气，并保持30分钟，然后再次抽真空，烘烤时间结束，温度降至50℃以下，拿出烤箱，然后转到下一工序；
步骤七注液：电池使用半自动真空注液机注液，注液的同时通入高纯氮气或氩气；锂离子动力电池的注液量需根据其容量计算，注液量过大不但容易漏液，且易引起鼓壳；注液量过小则易引起正、负极活性物质的恶化；锂离子动力电池的注液量在6.0g/Ah～7.5g/Ah的范围内调整；注液的环境控制非常重要，故须在手套箱或其他能够达到要求的环境中完成注液；注液通常从电池壳盖的注液孔上注入；
锂离子动力电池在装入内本体及注液以后，仍应保持一定的空腔，不可以为了缩小体积或节约外壳材料，刻意以固体物质或电解液充满锂离子动力电池的内腔；视锂离子动力电池容量的大小不同，空腔约为内腔容积的3％～10％，空腔可以保护气体填充；
步骤八化成：化成工序必须一次性不间断地完成，中途不可随意中止或停止；化成曲线应光滑连结，电流应控制在0.05C/30分钟、0.1C/120分钟、0.2C/360分钟，恒流充满后转为恒压继续充，务求一次性充足；
步骤九分容：将电性能各项指标均符合工艺要求的电池与各项电性能指标未达工艺要求的电池分别置放入库。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (6)
1.一种高容量锂离子动力电池，包括正极片(1)、隔膜(2)、负极片(3)、负极耳(4)、正极耳(5)，其特征在于：正极片(1)和负极片(3)分别边角采用圆弧过渡，其由正、负极集流体和涂覆于正、负极集流体上的活性物质组成；所述正极耳(5)与正极片(1)连接；所述负极耳(4)与负极片(3)连接；所述正极片(1)包括正极材料、正极导电剂、正极材料粘结剂和正极金属集流体；所述负极片(3)包括石墨、负极导电剂、负极材料粘结剂和负极金属集流体。
2.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子动力电池，其特征在于：所述正极材料为橄榄石结构的磷酸铁锂；所述正极集流体采用铝箔，铝箔厚度为15μm～20μm；所述正极材料粘结剂选用聚偏二氟乙烯；所述正极导电剂选用超导碳黑、导电石墨中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求2所述的一种高容量锂离子动力电池，其特征在于：所述正极片(1)中正极材料、导电石墨、正极材料粘结剂的重量百分比配比范围：
正极材料：88％-95％
超导碳黑：0％-4％
导电石墨：0％-4％
聚偏二氟乙烯：2％-8％。
4.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子动力电池，其特征在于：所述负极材料选用天然石墨或人造石墨；所述负极集流体采用铜箔，铜箔厚度为10μm～15μm；所述负极导电剂选用超导碳黑；所述负极材料粘结剂选用羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)粘结剂中的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种高容量锂离子动力电池，其特征在于：所述负极片(3)中负极材料、负极导电剂、正极材料粘结剂的的重量百分比配比范围：
负极材料：93％-97％
超导炭黑：0％-3％
羧甲基纤维素纳：1％-3％
丁苯橡胶乳液固含量：2％-4％。
6.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子动力电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一配料；、步骤二涂布；步骤三辊压；步骤四电池极片制作；步骤五叠片；步骤六烘烤；步骤七注液；步骤八化成；步骤九分容；具体如下：
步骤一配料：以循序配制法配制以N-甲基-2-吡咯烷酮为介质的正极浆料，所需材料为：聚偏二氟乙烯2％-8％、磷酸铁锂88％-95％、导电剂超导炭黑0％-4％和导电石墨0％-4％中的一种或几种混合物；N-甲基-2-吡咯烷酮的用量受磷酸铁锂粒径大小、粒度分布的制约，固液比＝1∶1-1.5；导电剂和磷酸铁锂均需在95-120℃烤箱内烘烤3-8小时；将聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯烷酮搅拌约3-4小时后，加入导电剂超导炭黑或导电石墨搅拌1-3小时，最后加入磷酸铁锂搅拌3-5小时成粘稠的浆状；配制以水为介质的负极浆料，所需材料为：石墨93％-97％、超导炭黑0％-3％、羧甲基纤维素纳1％-3％、丁苯橡胶乳液固含量2％-4％，水为所有前述物质总量的100％-160％即固液比＝1∶1-1.6；将羧甲基纤维素纳加入水中搅拌4-5小时，加入导电剂超导炭黑搅拌2-3小时，加入石墨搅拌1-3小时，最后加入丁苯橡胶乳液搅拌1-1.5小时成浆状；
步骤二涂布：将搅拌好的正极或负极浆料均匀的涂覆在金属箔集流体上，并留出空白区域，作为极耳区，极耳区长度不得超过涂层的1/2，然后进入涂布机烘箱烘烤，烘烤干后即成为半成品集流体；涂布中须注意不可有划痕，漏基体，纵横方向上的偏轻偏重现象；无论正极或是负极，配制好的浆料涂布于金属箔上后均须从预热区段进入涂布机的烘干巷道，绝对不可倒置；预热区段的温度为90℃或以下，中温区段的温度在110℃～130℃之间、高温区段的温度在120℃～140℃之间；在前述温度条件下，涂布烘烤时，负极浆料的温度较正极浆料的温度稍低10℃～15℃，以水为介质的浆料温度较N-甲基-2-吡咯烷酮为介质的浆料温度稍低10℃～15℃；涂布的线速度在每分钟2m～8m的范围内调整；
步骤三辊压：辊压工艺中，正极在辊压前的厚度约为180μm～280μm，辊压后的厚度为100μm～165μm；负极在辊压前的厚度约为140μm～200μm，辊压后的厚度为70μm～120μm；
步骤四电池极片制作，正极片为带有大叶单极耳的矩形片，极耳为没有涂层的铝箔；负极片为带有大叶单极耳的矩形片，极耳为没有涂层的铜箔；制作极片的方法是直接使用模切机选用相应的刀模成型的极片；大叶极耳的最大宽度小于极片宽度的1/3，大叶极耳的高度小于极片高度的1/2；正负极极耳宽度相同，高度相同；正极片高度小于负极片高度1～6mm，正极片宽度小于负极片宽度1～6mm；极片边角采用圆弧过渡方式，一般为R2～R8；隔膜采用具有微孔结构且电流切断温度低的20μm～40μm厚度的聚乙烯材料或聚丙烯材料制成的长条状；隔膜宽度大于负极片高度2～6mm；
步骤五叠片，使用Z型全自动叠片机进行叠片，根据电池壳体的内部空间计算出所需要叠片的数量，叠片后电芯的厚度为电池壳体空间的88％～96％。叠片完毕将大叶极耳打孔，然后使用螺丝将电池极耳装配到电池正、负极柱上；
步骤六烘烤：在真空烤箱中烘烤24小时，真空度不低于-0.08MPa，烘烤温度为80℃～90℃，每隔3～5小时换氮气，并保持30分钟，然后再次抽真空，烘烤时间结束，温度降至50℃以下，拿出烤箱，然后转到下一工序；
步骤七注液：电池使用半自动真空注液机注液，注液的同时通入高纯氮气或氩气；锂离子动力电池的注液量需根据其容量计算，注液量过大不但容易漏液，且易引起鼓壳；注液量过小则易引起正、负极活性物质的恶化；锂离子动力电池的注液量在6.0g/Ah～7.5g/Ah的范围内调整；注液的环境控制非常重要，故须在手套箱或其他能够达到要求的环境中完成注液；注液通常从电池壳盖的注液孔上注入；锂离子动力电池在装入内本体及注液以后，仍应保持一定的空腔，不可以为了缩小体积或节约外壳材料，刻意以固体物质或电解液充满锂离子动力电池的内腔；视锂离子动力电池容量的大小不同，空腔约为内腔容积的3％～10％，空腔可以保护气体填充；
步骤八化成：化成工序必须一次性不间断地完成，中途不可随意中止或停止；化成曲线应光滑连结，电流应控制在0.05C/30分钟、0.1C/120分钟、0.2C/360分钟，恒流充满后转为恒压继续充，务求一次性充足；
步骤九分容：将电性能各项指标均符合工艺要求的电池与各项电性能指标未达工艺要求的电池分别置放入库。
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Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103178293A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-06-26 | 天津大学 | 圆柱形单体400Ah锂离子电池及其制备方法 |
| CN103296254A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-09-11 | 江苏力天新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池负极浆料的制备方法 |
| CN103840130A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-04 | 四川剑兴锂电池有限公司 | 一种防止过放电的锂电池碳负极 |
| CN104022278A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-03 | 广西卓能新能源科技有限公司 | 一种圆柱锂离子电池电芯及其制备方法 |
| CN104201331A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-12-10 | 江西世纪长河新电源有限公司 | 一种锂离子二次电池负极极片 |
| CN105826611A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-08-03 | 王修安 | 一种快速充电锂电池的生产工艺 |
| US9502736B2 (en) | 2013-02-07 | 2016-11-22 | Tianjin University | Cylindrical single-piece lithium-ion battery of 400Ah and its preparation method |
| CN106848409A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-06-13 | 覃婷 | 一种锂电池生产工艺 |
| CN107819154A (zh) * | 2016-09-13 | 2018-03-20 | 深圳市比克动力电池有限公司 | 高能量密度锂离子动力电池 |
| CN109167065A (zh) * | 2018-08-27 | 2019-01-08 | 深圳新恒业电池科技有限公司 | 一种锂离子电池及其制备方法 |
| CN110429276A (zh) * | 2018-07-25 | 2019-11-08 | 宁夏汉尧石墨烯储能材料科技有限公司 | 低阻抗磷酸铁锂电池的制备方法 |
| CN110487367A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-11-22 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池最大安全注液量的评测方法 |
| CN111077069A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-28 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种快速筛选锂电池用粘结剂的方法 |
| CN112054201A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-08 | 昆山宝创新能源科技有限公司 | 负极浆料、负极片及其制备方法和应用 |
| CN112430442A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-03-02 | 重庆市紫建电子股份有限公司 | 一种正负极耳粘结剂及其制备方法、极片的制作方法 |
| WO2023150942A1 (zh) * | 2022-02-09 | 2023-08-17 | 浙江南都电源动力股份有限公司 | 充放电组件、电芯及电池模组 |
| CN120015955A (zh) * | 2025-02-20 | 2025-05-16 | 深圳市若菲特科技有限公司 | 一种新能源锂电池叠片工艺 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1889293A (zh) * | 2006-07-26 | 2007-01-03 | 深圳市邦凯电子有限公司 | 高倍率放电电池及其制作方法 |
| CN101183730A (zh) * | 2007-12-14 | 2008-05-21 | 山东海霸通讯设备有限公司 | 一种磷酸铁锂铝壳8安时圆柱电池及其制作工艺 |
| CN102324573A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-01-18 | 深圳市格瑞普电池有限公司 | 极片以及叠片锂离子电池 |
-
2012
- 2012-04-20 CN CN2012101165820A patent/CN102629695A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1889293A (zh) * | 2006-07-26 | 2007-01-03 | 深圳市邦凯电子有限公司 | 高倍率放电电池及其制作方法 |
| CN101183730A (zh) * | 2007-12-14 | 2008-05-21 | 山东海霸通讯设备有限公司 | 一种磷酸铁锂铝壳8安时圆柱电池及其制作工艺 |
| CN102324573A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-01-18 | 深圳市格瑞普电池有限公司 | 极片以及叠片锂离子电池 |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103178293A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-06-26 | 天津大学 | 圆柱形单体400Ah锂离子电池及其制备方法 |
| CN103178293B (zh) * | 2013-02-07 | 2015-01-28 | 天津大学 | 圆柱形单体400Ah锂离子电池及其制备方法 |
| US9502736B2 (en) | 2013-02-07 | 2016-11-22 | Tianjin University | Cylindrical single-piece lithium-ion battery of 400Ah and its preparation method |
| CN103296254A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-09-11 | 江苏力天新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池负极浆料的制备方法 |
| CN103840130A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-04 | 四川剑兴锂电池有限公司 | 一种防止过放电的锂电池碳负极 |
| CN104022278A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-03 | 广西卓能新能源科技有限公司 | 一种圆柱锂离子电池电芯及其制备方法 |
| CN104022278B (zh) * | 2014-06-19 | 2016-08-24 | 广西卓能新能源科技有限公司 | 一种圆柱锂离子电池电芯及其制备方法 |
| CN104201331A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-12-10 | 江西世纪长河新电源有限公司 | 一种锂离子二次电池负极极片 |
| CN105826611A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-08-03 | 王修安 | 一种快速充电锂电池的生产工艺 |
| CN107819154A (zh) * | 2016-09-13 | 2018-03-20 | 深圳市比克动力电池有限公司 | 高能量密度锂离子动力电池 |
| CN106848409A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-06-13 | 覃婷 | 一种锂电池生产工艺 |
| CN110429276A (zh) * | 2018-07-25 | 2019-11-08 | 宁夏汉尧石墨烯储能材料科技有限公司 | 低阻抗磷酸铁锂电池的制备方法 |
| CN109167065A (zh) * | 2018-08-27 | 2019-01-08 | 深圳新恒业电池科技有限公司 | 一种锂离子电池及其制备方法 |
| CN110487367A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-11-22 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池最大安全注液量的评测方法 |
| CN110487367B (zh) * | 2019-07-18 | 2021-02-09 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池最大安全注液量的评测方法 |
| CN111077069A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-28 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种快速筛选锂电池用粘结剂的方法 |
| CN112054201A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-08 | 昆山宝创新能源科技有限公司 | 负极浆料、负极片及其制备方法和应用 |
| CN112430442A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-03-02 | 重庆市紫建电子股份有限公司 | 一种正负极耳粘结剂及其制备方法、极片的制作方法 |
| WO2023150942A1 (zh) * | 2022-02-09 | 2023-08-17 | 浙江南都电源动力股份有限公司 | 充放电组件、电芯及电池模组 |
| CN120015955A (zh) * | 2025-02-20 | 2025-05-16 | 深圳市若菲特科技有限公司 | 一种新能源锂电池叠片工艺 |
| CN120015955B (zh) * | 2025-02-20 | 2025-11-04 | 深圳市若菲特科技有限公司 | 一种新能源锂电池叠片工艺 |
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Addressee: Shandong Xizhong Electronic Technology Co.,Ltd. Document name: Notification that Application Deemed to be Withdrawn |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120808 |