CN103633385A - 一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法；提供一种能够使锂离子电池内部快速切断电流的方法，可有效的阻止电池组短路泄放、爆炸的可能性；包括锂电池的正极浆料，所述锂电池的正极浆料工艺中，添加所述纳米级碳酸锂材料，具体配比如下：LiNixCoyMn1-x-y02：Li2C03＝100∶0.5～1.5，在搅拌的过程中，通过涂布、碾压、制片、卷绕、注液、封口制成电池。

Description

一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法。 
背景技术
众所周知，锂离子电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上如移动电话、数码摄像头和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的安全要求越来越高。 
隔膜是锂离子电池的重要组成部分，隔膜可防止锂离子电池正负极短路，是锂离子在正负极运动的通道，在锂离子电池的安全性能上起着至关重要的作用；另外，电解液中添加如联苯、有机磷化物、有机氟化物、氟代烷基磷酸酯、二甲基溴化苯、1，2，4-三钠盐等阻燃添加剂和过充电保护添加剂也是为了防止短路等安全事故的重要措施。隔膜和电解液虽然一定程度上能够起到短路保护作用，但不能完全解决，是由短路程度决定的。当瞬间电流过大，短路温度很高时，特别是单体电池组成电池组的时候，瞬间电流更大，阻燃剂和过充电保护添加剂尚未来得及反应时，就会出现泄放、爆炸等现象。 
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种能够使锂离子电池内部快速切断电流的方法，可有效的阻止电池组短路泄放、爆炸的可能性。 
本发明的一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，包括锂电池的正极浆料，所述锂电池的正极浆料工艺中，添加所述纳米级碳 酸锂材料，具体配比如下：LiNixCoyMn1-x-y02：Li2C03＝100∶0.5～1.5，在搅拌的过程中，通过涂布、碾压、制片、卷绕、注液、封口制成电池。 
本发明的一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，在搅拌过程中需要将该材料均匀混合，保证电池体系内材料所述的配比，搅拌过程如下： 
1)先加50％活性材料、100％碳酸锂、100％导电剂、50％镍钴锰酸锂，干混：公转2rpm，自转134～140rpm，30min； 
2)加入100％胶液、50％干混粉料，边搅拌边加粉料，下料时间20±5min，低速30rpm+高速1500rpm，开启冷却循环水(冷冻水1-3小点之间)，搅拌：低速40rpm+高速1500rpm，30min； 
3)加入50％干混粉料，边搅拌边加粉料，下料时间20±5min，低速30rpm+高速1500rpm，搅拌完成后对桶内壁搅拌桨刮料，搅拌：低速40rpm+高速1500rpm，130min； 
4)测试粘度、固定量，粘度标准：1900～3000mPa.s(30～33℃)，固定含量标准：71％～73％，浆料出锅温度：35～40℃。 
本发明的一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，所述低速40rpm+高速1500rpm每次30min，所述此转速是用来调节粘度。 
本发明的一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，所述的纳米级碳酸锂为分析纯99.99％含量的高纯碳酸锂，粒子大小控制在20-50nm左右。 
与现有技术相比本发明的有益效果为：通过上述设置，本发明的新型配方，可在一切形状的锂离子电池中使用；碳酸锂加入正极浆料的作用：碳酸锂在高温下容易分解产生二氧化碳和氧化锂，碳酸锂本身对电池无不良反应，二氧化碳气体在电芯内部聚集，电池中加入碳 酸锂，改善整组短路的机理，碳酸锂在电池组短路瞬间大电流的时候分解的二氧化碳气体和防过充添加剂产生的气体增强了电芯内部的压力，冲出电池的薄弱环节，使安全阀打开，造成电芯正负极的断开，阻止了电池组内阻电流的继续存在，阻断了危险性事故的发生，此方法改善了电池组大电流短路的安全隐患，大大降低了电池组在使用过程中的安全风险。 
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 
本发明的一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，包括锂电池的正极制浆，锂电池的正极制浆工艺中，添加纳米级碳酸锂材料，具体配比如下：LiNixCoyMn1-x-y02：Li2C03＝100∶０.5～1.5，在搅拌的过程中，通过涂布、碾压、制片、卷绕、注液、封口制成电池；通过上述设置，本发明的新型配方，可在一切形状的锂离子电池中使用；碳酸锂加入正极浆料的作用：碳酸锂在高温下容易分解产生二氧化碳和氧化锂，碳酸锂本身对电池无不良反应，二氧化碳气体在电芯内部聚集，电池中加入碳酸锂，改善整组短路的机理，碳酸锂在电池组短路瞬间大电流的时候分解的二氧化碳气体和防过充添加剂产生的气体增强了电芯内部的压力，冲出电池的薄弱环节，使安全阀打开，造成电芯正负极的断开，阻止了电池组内阻电流的继续存在，阻断了危险性事故的发生，此方法改善了电池组大电流短路的安全隐患，大大降低了电池组在使用过程中的安全风险。 
本发明的一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，在搅拌过程中需要将该材料均匀混合，保证电池体系内材料的配比，搅拌过程如下： 
1)先加50％活性材料、100％碳酸锂、100％导电剂、50％镍钴锰酸 锂，干混：公转2rpm，自转134～140rpm，30min； 
2)加入100％胶液、50％干混粉料，边搅拌边加粉料，下料时间20±5min，低速30rpm+高速1500rpm，开启冷却循环水(冷冻水1-3小点之间)，搅拌：低速40rpm+高速1500rpm，30min； 
3)加入50％干混粉料，边搅拌边加粉料，下料时间20±5min，低速30rpm+高速1500rpm，搅拌完成后对桶内壁搅拌桨刮料，搅拌：低速40rpm+高速1500rpm，130min； 
4)测试粘度、固定量，粘度标准：1900～3000mpa.s(30～33℃)，固定含量标准：71％～73％，浆料出锅温度：35～40℃。 
本发明的一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，低速40rpm+高速1500rpm每次30min，此转速是用来调节粘度。 
本发明的一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，的纳米级碳酸锂为分析纯99.99％含量的高纯碳酸锂，粒子大小控制在20-50nm左右。 
本发明是这样实现的：在正极浆料中添加纳米级碳酸锂材料，通过电池生产将电池生产出来后，做5S整组短路，观察现象。具体实施方法如下： 
(1)制胶：将一定比例的NMP和PVDF混合均匀，制成无色透明的胶液； 
(2)将主材的1-5％的纳米级碳酸锂加入至胶液中，搅拌均匀至胶液中无颗粒状白色晶体，仍然为无色透明液体； 
(3)将导电剂加入胶液中，搅拌至成泥糊状； 
(4)将主材加入，充分浸润，搅拌均匀，控制粘度至4000-5000mpa.s； 
(5)将正极浆料涂布碾压制片； 
(6)与负极片一起卷绕、装壳、注液、封口制成18650电池； 
(7)将电池化成。 
(8)用镀镍钢带将电池组串成5S电池组； 
(9)在封闭的环境下，电池组的正负极端外接10－50mΩ的电阻，形成回路，在电池上连接温度探头； 
(10)观察电池表面的温度以及出现的声响； 
短路时电池的表面温度应不超过100℃，电池应有响亮的安全阀顶开的声音，电池外观良好，无烧焦的痕迹。 
本发明的工作原理： 
(1)碳酸锂加入正极浆料的作用： 
碳酸锂在高温下容易分解产生二氧化碳和氧化锂，碳酸锂本身对电池无不良反应，二氧化碳气体在电芯内部聚集。 
(2)电池中加入碳酸锂，改善整组短路的机理 
碳酸锂在电池组短路瞬间大电流的时候分解的二氧化碳气体和防过充添加剂产生的气体增强了电芯内部的压力，冲出电池的薄弱环节，使安全阀打开，造成电芯正负极的断开，阻止了电池组内阻电流的继续存在，阻断了危险性事故的发生。 
此方法改善了电池组大电流短路的安全隐患，大大降低了电池组在使用过程中的安全风险。 
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。 

Claims (4)

1.一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，其特征在于，包括锂电池的正极浆料，所述锂电池的正极浆料工艺中，添加所述纳米级碳酸锂材料，具体配比如下：LiNixCoyMn1-x-y02：Li2C03＝100∶0.5～1.5，在搅拌的过程中，通过涂布、碾压、制片、卷绕、注液、封口制成电池。 
2.如权利要求1所述的一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，其特征在于，在搅拌过程中需要将该材料均匀混合，保证电池体系内材料所述的配比，搅拌过程如下： 
1)先加50％活性材料、100％碳酸锂、100％导电剂、50％镍钴锰酸锂，干混：公转2rpm，自转134～140rpm，30min； 
2)加入100％胶液、50％干混粉料，边搅拌边加粉料，下料时间20±5min，低速30rpm+高速1500rpm，开启冷却循环水(冷冻水1-3小点之间)，搅拌：低速40rpm+高速1500rpm，30min； 
3)加入50％干混粉料，边搅拌边加粉料，下料时间20±5min，低速30rpm+高速1500rpm，搅拌完成后对桶内壁搅拌桨刮料，搅拌：低速40rpm+高速1500rpm，130min； 
4)测试粘度、固定量，粘度标准：1900～3000mPa.s(30～33℃)，固定含量标准：71％～73％，浆料出锅温度：35～40℃。 
3.如权利要求2所述的一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，其特征在于，所述低速40rpm+高速1500rpm每次30min，所述此转速是用来调节粘度。 
4.如权利要求1所述的一种用于解决锂离子电池整组短路问题的方法，其特征在于，所述的纳米级碳酸锂为分析纯99.99％含量的高纯碳酸锂，粒子大小控制在20-50nm左右。 
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