CN106450486A - 一种手机用铝壳锂离子电池的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

一种手机用铝壳锂离子电池的制备工艺。本发明属于电池技术领域。一种手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，按照以下步骤进行：(1)正极浆料的制备；(2)负极浆料的制备；(3)涂布；(4)辊压及干燥；(5)卷绕；(6)电解液的制备；(7)成品的制备。本发明提供的手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，其制备过程简单，易于操作，所使用的粘合剂为水溶性粘合剂，可以减少锂离子电池生产设备的投资，从而降低锂离子电池的生产成本，通过本发明制得的锂电池电容量大，具有很好的防过充性能，又不影响电池的其他电化学性能，放电温升低，充放电循环性能好，比容量低，电池安全性能优异。

Description

一种手机用铝壳锂离子电池的制备工艺
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体是指一种手机用铝壳锂离子电池的制备工艺。
背景技术
锂电池与其他电池相比，具有质量轻、体积小、工作电压高、能量密度高、输出功率大、充电效率高、无记忆效应、循环寿命长等优点，在手机、笔记本电脑等领域得到了广泛的应用。
锂离子电池正极主要成分为LiCoO2，负极主要为C。充电时，正极反应：LiCoO2→Li1-xCoO2+xLi++xe-，负极应：C+xLi++xe-→CLix，电池总反应：LiCoO2+C→Li1-xCoO2+CLix。放电时，发生上述反应的逆反应。
随着锂离子电池技术的不断进步和发展，电池的寿命和安全越来越受到人们的广泛关注。由于锂离子电池用的粘合剂的主要成分通常不易溶于水，因此通常需要采用有机溶剂，例如，N-甲基吡咯烷酮(N-甲基吡咯烷酮)、二甲基乙酰胺等。与这些有机溶剂相配合使用的高分子粘合用材料通常是PVDF(聚偏氟乙烯)。采用有机溶剂有许多的缺点：1)由于所采用的有机溶剂有一定毒性，因而，在涂布装置中必须附有溶剂回收系统，才能保证经过回收后的气体符合环保要求。2)由于有机溶剂易燃、易爆，涂布装置不仅要设置溶剂回收系统，还必须在其加热系统上设置防爆装置。有机电解液作为锂离子电池内离子运动的载体，主要对于锂离子二次电池，其在高温加热、过度充放电、短路和大电流长时间工作的情况下放出大量的热量，这些热量成为易燃电解液的安全隐患，可能造成电池发生灾难性热击穿(热崩溃)、燃烧等问题，甚至引起电池发生爆破。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种可提高电池容量，降低成本，提高使用安全性的手机用铝壳锂离子电池的制备工艺。
本发明的内容包括：
一种手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，按照以下步骤进行：
(1)正极浆料的制备：按以下比例取镍钴铝酸锂80-85wt％、导电剂10-15wt％和水溶性粘合剂3-5wt％，再加入稀释剂，混合均匀；
(2)负极浆料的制备：按以下比例硅碳90-95wt％、导电剂2-5wt％和水溶性粘合剂3-5wt％，再加入稀释剂，混合均匀；
(3)涂布：将所述正极浆料涂布在铝箔上形成正极片，将所述负极浆料涂布在铜箔上形成负极片；
(4)辊压及干燥：将所述正极片和负极片进行第一次真空干燥，将第一次真空干燥后的正极片和负极片进行辊压，然后进行第二次真空干燥；
(5)卷绕：将第二次真空干燥后的正极片和负极片与隔膜按照正极片、隔膜、负极片、隔膜的顺序卷绕成电芯；
(6)电解液的制备：以六氟磷锂为溶质，以碳酸乙烯酯、碳酸甲酯与碳酸二甲酯的混和物为溶剂，制成浓度为1mol/L的电解液；
(7)成品的制备：将所述电芯装入壳体，再将所述电解液注入所述壳体内，焊接盖帽，即得。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述水溶性粘合剂为聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯或聚氨酯树脂中的一种或多种的混合。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述稀释剂为去离子水或20wt％乙醇水溶液。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述导电剂为乙炔黑。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述真空干燥的温度为100-120℃。
本发明中，作为一种优选的技术方案，所述碳酸乙烯酯∶碳酸二乙酯∶碳酸二甲酯的质量比为2∶1∶2。
本发明的有益效果是，
本发明提供的手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，其制备过程简单，易于操作，所使用的粘合剂为水溶性粘合剂，可以减少锂离子电池生产设备的投资，从而降低锂离子电池的生产成本，通过本发明制得的锂电池电容量大，具有很好的防过充性能，又不影响电池的其他电化学性能，放电温升低，充放电循环性能好，比容量低，电池安全性能优异。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，按照以下步骤进行：
(1)正极浆料的制备：按以下比例取镍钴铝酸锂80,wt％、导电剂15wt％和水溶性粘合剂5wt％，再加入稀释剂，混合均匀；
(2)负极浆料的制备：按以下比例硅碳95wt％、导电剂2wt％和水溶性粘合剂3wt％，再加入稀释剂，混合均匀；
(3)涂布：将所述正极浆料涂布在铝箔上形成正极片，将所述负极浆料涂布在铜箔上形成负极片；
(4)辊压及干燥：将所述正极片和负极片进行第一次真空干燥，将第一次真空干燥后的正极片和负极片进行辊压，然后进行第二次真空干燥；
(5)卷绕：将第二次真空干燥后的正极片和负极片与隔膜按照正极片、隔膜、负极片、隔膜的顺序卷绕成电芯；
(6)电解液的制备：以六氟磷锂为溶质，以碳酸乙烯酯、碳酸甲酯与碳酸二甲酯的混和物为溶剂，制成浓度为1mol/L的电解液；
(7)成品的制备：将所述电芯装入壳体，再将所述电解液注入所述壳体内，焊接盖帽，即得。
其中，水溶性粘合剂为聚丙烯酰胺和聚乙二醇的混合物，稀释剂为去离子水，导电剂为乙炔黑，真空干燥的温度为100℃，碳酸乙烯酯∶碳酸二乙酯∶碳酸二甲酯的质量比为2∶1∶2。
实施例2
一种手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，按照以下步骤进行：
(1)正极浆料的制备：按以下比例取镍钴铝酸锂83wt％、导电剂14wt％和水溶性粘合剂3wt％，再加入稀释剂，混合均匀；
(2)负极浆料的制备：按以下比例硅碳90wt％、导电剂5wt％和水溶性粘合剂5wt％，再加入稀释剂，混合均匀；
(3)涂布：将所述正极浆料涂布在铝箔上形成正极片，将所述负极浆料涂布在铜箔上形成负极片；
(4)辊压及干燥：将所述正极片和负极片进行第一次真空干燥，将第一次真空干燥后的正极片和负极片进行辊压，然后进行第二次真空干燥；
(5)卷绕：将第二次真空干燥后的正极片和负极片与隔膜按照正极片、隔膜、负极片、隔膜的顺序卷绕成电芯；
(6)电解液的制备：以六氟磷锂为溶质，以碳酸乙烯酯、碳酸甲酯与碳酸二甲酯的混和物为溶剂，制成浓度为1mol/L的电解液；
(7)成品的制备：将所述电芯装入壳体，再将所述电解液注入所述壳体内，焊接盖帽，即得。
其中，水溶性粘合剂为聚丙烯酸酯，稀释剂20wt％乙醇水溶液，导电剂为乙炔黑，真空干燥的温度为110℃，碳酸乙烯酯∶碳酸二乙酯∶碳酸二甲酯的质量比为2∶1∶2。
实施例3
一种手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，按照以下步骤进行：
(1)正极浆料的制备：按以下比例取镍钴铝酸锂85wt％、导电剂10wt％和水溶性粘合剂5wt％，再加入稀释剂，混合均匀；
(2)负极浆料的制备：按以下比例硅碳93wt％、导电剂4wt％和水溶性粘合剂3wt％，再加入稀释剂，混合均匀；
(3)涂布：将所述正极浆料涂布在铝箔上形成正极片，将所述负极浆料涂布在铜箔上形成负极片；
(4)辊压及干燥：将所述正极片和负极片进行第一次真空干燥，将第一次真空干燥后的正极片和负极片进行辊压，然后进行第二次真空干燥；
(5)卷绕：将第二次真空干燥后的正极片和负极片与隔膜按照正极片、隔膜、负极片、隔膜的顺序卷绕成电芯；
(6)电解液的制备：以六氟磷锂为溶质，以碳酸乙烯酯、碳酸甲酯与碳酸二甲酯的混和物为溶剂，制成浓度为1mol/L的电解液；
(7)成品的制备：将所述电芯装入壳体，再将所述电解液注入所述壳体内，焊接盖帽，即得。
其中，水溶性粘合剂为聚丙烯酸酯和聚氨酯树脂的混合物，稀释剂20wt％乙醇水溶液，导电剂为乙炔黑，真空干燥的温度为120℃，碳酸乙烯酯∶碳酸二乙酯∶碳酸二甲酯的质量比为2∶1∶2。
实施例1-3制得的的手机用锂离子电池性能如下表：
通过上表可以看出，本发明制得的手机用锂离子电池性能，其电容量在300mAh以上，且电池的放电平台平缓。
本发明提供的制备工艺，其水溶性粘合剂用量较少，有利于提高电池的电容量，大大降低了生产成本，减少了污染，有利于生产企业的经济效益和社会效益。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，其特征是，按照以下步骤进行：
(1)正极浆料的制备：按以下比例取镍钴铝酸锂80-85wt％、导电剂10-15wt％和水溶性粘合剂3-5wt％，再加入稀释剂，混合均匀；
(2)负极浆料的制备：按以下比例硅碳90-95wt％、导电剂2-5wt％和水溶性粘合剂3-5wt％，再加入稀释剂，混合均匀；
(3)涂布：将所述正极浆料涂布在铝箔上形成正极片，将所述负极浆料涂布在铜箔上形成负极片；
(4)辊压及干燥：将所述正极片和负极片进行第一次真空干燥，将第一次真空干燥后的正极片和负极片进行辊压，然后进行第二次真空干燥；
(5)卷绕：将第二次真空干燥后的正极片和负极片与隔膜按照正极片、隔膜、负极片、隔膜的顺序卷绕成电芯；
(6)电解液的制备：以六氟磷锂为溶质，以碳酸乙烯酯、碳酸甲酯与碳酸二甲酯的混和物为溶剂，制成浓度为1mol/L的电解液；
(7)成品的制备：将所述电芯装入壳体，再将所述电解液注入所述壳体内，焊接盖帽，即得。
2.如权利要求1所述的手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，其特征是，所述水溶性粘合剂为聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯或聚氨酯树脂中的一种或多种的混合。
3.如权利要求1所述的手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，其特征是，所述稀释剂为去离子水或20wt％乙醇水溶液。
4.如权利要求1所述的手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，其特征是，所述导电剂为乙炔黑。
5.如权利要求1所述的手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，其特征是，所述真空干燥的温度为100-120℃。
6.如权利要求1所述的手机用铝壳锂离子电池的制备工艺，其特征是，所述碳酸乙烯酯∶碳酸二乙酯∶碳酸二甲酯的质量比为2∶1∶2。
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