CN104282915A - 一种锂离子电池多孔载体制作工艺 - Google Patents

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Abstract

一种锂离子电池多孔载体制作工艺，其原材料选用比表面积大于等于1000m2/g，四氯化碳吸附值大于等于50%，苯酚吸附值大于等于11mL，粒度为20～45目的多孔载体，所述的多孔载体为活性炭、分子筛或活性炭、分子筛的混合物，然后经过特定的工艺流程制作锂离子电池多孔载体，本发明所公示的制作工艺所制作的多孔载体材料，具有吸附能力强，表面官能团性能稳定的特点，将其放置到锂电池物料槽内后，经试验显示，其性能优异，能有效吸附锂电池内产生的多余气体，使锂电池的性能及寿命有了很大提高。

Description

一种锂离子电池多孔载体制作工艺
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池多孔载体的制作工艺，尤其涉及一种对锂电池内部气体进行吸附的一种锂电池多孔载体的制作工艺。 
背景技术
锂电池及锂离子电池在使用过程中，尤其是在过充，过放，短路，高温等滥用环境下，电池内部会产生一些气体，使电池内气压升高，造成电池气胀、鼓壳或炸裂；目前，为了控制电池内压过高，通常在壳体上设有防爆装置。常见的防爆装置有防爆阀、防爆膜、防爆针、防爆刻痕等，其原理大多是利用金属薄膜（如铜箔，铝箔等），在一定压力下爆破或泄压，从而消除更大破坏力的隐患；还有的使用塑料或橡胶的防爆阀，在一定压力下开阀泄压。 
但是，现有的锂离子电池金属防爆膜比较薄，易被电解液、化成、分容和使用过程中产生的气体的腐蚀，导致防爆阀或膜的失效，且电池防爆膜、防爆刻痕或防爆针一旦失效或者爆破后，电池也随之失效；而带有防爆阀的，虽说可以泄压，但泄压控制精度差，往往电池鼓壳或爆裂了，防爆阀也没有泄压。 
因此唯有在锂电池内部设置一种能吸附多余气体的材料，才是一种根本办法。 
发明内容
为解决上述缺陷，本发明提供一种锂离子电池多孔载体的制作工艺，其主材质采用活性炭、分子筛物质制作多孔载体，一般活性炭、分子筛等多孔载体孔隙结构发达，比表面积大，吸附能力强、表面官能团丰富、化学性质(耐酸、耐碱、耐热)稳定、机械强度高、不溶于水和有机溶剂、可再生重复利用，本发明通过进一步改变多孔载体表面官能团的种类与数量、增加活性,从而进一步加强多孔载体对锂离子电池在使用过程中或滥用环境下产生的气体的吸附及处理作用。 
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种多孔载体制作工艺，其原材料选用比表面积大于等于1000m2/g，四氯化碳吸附值大于等于50%，苯酚吸附值大于等于11mL，粒度为20～45目的多孔载体，所述的多孔载体为活性炭、分子筛或活性炭、分子筛的混合物，然后将上述多孔载体进行以下工艺步骤。 
第一步，将多孔载体放入去离子水中洗涤烘干然后放到为10～15%的双氧水中浸泡、加热搅拌、烘干。 
第二步，将上述步骤所得的多孔载体材料再次放入去离子水中洗涤、烘干，然后放到质量分数为1～2%硝酸镁和0.5～1%硝酸钙混合溶液中浸泡、加热搅拌、烘干、焙烧、冷却。 
第三步，将上述步骤所得的多孔载体材料放入质量分数0.5～1%醋酸铜和2～3%硝酸铜混合溶液中浸泡、搅拌、烘干、焙烧、冷却。 
第四步，将第三步所得的多孔载体材料放入质量分数1～2%的硝酸钇溶液中浸泡、搅拌、烘干、焙烧、冷却。 
进一步，第一步所述的洗涤为洗涤至洗涤母液状态为无色无味状态，烘干温度为90-120℃，加热温度为60-80℃，加热时长为0.5-4个小时。 
进一步，第二步所述的洗涤为洗涤至洗涤母液为中性状态，烘干温度为90-120℃，加热温度为60-80℃，加热搅拌时长为2-6个小时，焙烧温度300-600℃，焙烧时长为3-6个小时，冷却温度为室温。 
进一步，第三步所述的搅拌速度为1～30r/min，浸泡搅拌时长为3-6个小时，焙烧温度300-600℃，焙烧时长为3-6个小时。 
进一步，第四步所述的搅拌速度为1～30r/min，浸泡搅拌时长为3-6个小时，焙烧温度为200～400℃，焙烧时长为0.5～1.5小时。 
为了进一步说明本发明的制作工艺，下面结合实施例对本发明作进一步说明。 
本发明所涉及的多孔载体制作工艺，采用以下步骤来具体制作： 
第一步，选择比表面积大于等于1000m2/g，四氯化碳吸附值大于等于50%，苯酚吸附值大于等于11mL，粒度为20～45目的多孔载体，所述的多孔载体为活性炭、分子筛或活性炭、分子筛的混合物。
第二步，将筛选的多孔载体用去离子水在超声波清洗设备中洗涤至洗涤母液无色无味状态，然后将洗涤过的多孔载体放在90～120℃的滚动烘干机中烘干。 
第三步，将烘干后的多孔载体材料放入质量分数为10～15%的双氧水中浸泡至双氧水无气泡产生状态过滤取出，然后放到60～80℃的加热搅拌机中加热并搅拌0.5～4个小时。 
第四步，将第三步所得的多孔载体材料再放入去离子水超声清洗设备中洗涤至洗涤母液为中性状态，然后将多孔载体材料取出放到90～120℃的滚动烘干机中烘干。 
第五步，将第四步所得的多孔载体材料放入质量分数为1～2%硝酸镁和0.5～1%硝酸钙混合溶液中浸泡，在浸泡的过程中将其加热至60-80℃，然后搅拌2～6个小时,之后将多孔载体材料过滤取出，然后放到90～120℃的滚动烘干机中烘干，然后取出。取出后将其放置在300～600℃的焙烧设备中焙烧3-6h，然后取出将其自然冷却至室温。 
第六步，将第五步所得的多孔载体材料放入质量分数0.5～1%醋酸铜和2～3%硝酸铜混合溶液中浸泡，同时以1～30r/min的速度低速搅拌，浸泡搅拌3～6小时后，取出放在90～120℃的滚动烘干机中烘干，然后在放到300～600℃条件下的焙烧设备中焙烧3～6h,焙烧完成后自然冷却至室温。 
第七步，将第六步所得的多孔材料放入质量分数1～2%的硝酸钇溶液中浸泡，同时以1～30r/min的速度低速搅拌，浸泡搅拌3～6小时后，取出放到90～120℃的滚动烘干机中烘干，烘干完成后放在200～400℃的焙烧设备中焙烧0.5～1.5小时，焙烧完成后自然冷却至室温，至此，多孔载体材料制作工艺完毕，采用本发明所公示的制作工艺所制作的多孔载体材料，具有吸附能力强，表面官能团性能稳定的特点，将其放置到锂电池物料槽内后，经试验显示，其性能优异，能有效吸附锂电池内产生的多余气体，使锂电池的性能及寿命有了很大提高。 

Claims (6)

1.一种锂离子电池多孔载体的制作工艺，其特征在于选用比表面积大于等于1000m2/g，四氯化碳吸附值大于等于50%，苯酚吸附值大于等于11mL，粒度为20～45目的活性炭、分子筛的一种或两种混合为原料，然后按照以下工艺制作步骤制作：
第一步，将多孔载体放入去离子水中洗涤烘干然后放到为10～15%的双氧水中浸泡、加热搅拌、烘干；
第二步，将上述步骤所得的多孔载体材料再次放入去离子水中洗涤、烘干，然后放到质量分数为1～2%硝酸镁和0.5～1%硝酸钙混合溶液中浸泡、加热搅拌、烘干、焙烧、冷却；
第三步，将上述步骤所得的多孔载体材料放入质量分数0.5～1%醋酸铜和2～3%硝酸铜混合溶液中浸泡搅拌、烘干、焙烧、冷却。
2.第四步，将第三步所得的多孔载体材料放入质量分数1～2%的硝酸钇溶液中浸泡、搅拌、烘干、焙烧、冷却。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池多孔载体的制作工艺，其特征在于第一步所述的洗涤其洗涤母液为去离子水，洗涤状态为将洗涤母液洗涤至无色无味状态，烘干温度为90-120℃，加热温度为60-80℃，加热时长为0.5-4个小时。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池多孔载体的制作工艺，其特征在于第二步所述的洗涤其洗涤母液为去离子水，洗涤状态为将洗涤母液洗涤至中性状态，烘干温度为90-120℃，加热温度为60-80℃，加热搅拌时长为2-6个小时，焙烧温度300-600℃，焙烧时长为3-6个小时，冷却温度为室温。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池多孔载体的制作工艺，其特征在于第三步所述的搅拌速度为1～30r/min，浸泡搅拌时长为3-6个小时，焙烧温度300-600℃，焙烧时长为3-6个小时。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池多孔载体的制作工艺，其特征在于第四步所述的搅拌速度为1～30r/min，浸泡搅拌时长为3-6个小时，焙烧温度为200～400℃，焙烧时长为0.5～1.5小时。
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