CN107895770A - 一种降低电池短路率的涂布设计方法 - Google Patents

一种降低电池短路率的涂布设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107895770A
CN107895770A CN201711077520.2A CN201711077520A CN107895770A CN 107895770 A CN107895770 A CN 107895770A CN 201711077520 A CN201711077520 A CN 201711077520A CN 107895770 A CN107895770 A CN 107895770A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
region
width
area
coated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711077520.2A
Other languages
English (en)
Inventor
孙磊
安富强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanxi Changzheng Power Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanxi Changzheng Power Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanxi Changzheng Power Technology Co Ltd filed Critical Shanxi Changzheng Power Technology Co Ltd
Priority to CN201711077520.2A priority Critical patent/CN107895770A/zh
Publication of CN107895770A publication Critical patent/CN107895770A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种降低电池短路率的涂布设计方法，涂布区域在从左至右的横向上呈区域A、B、C、D和E交替分布，即ABCDE‑ABCDE‑ABCDE的分布，区域A的宽度为La；区域B的宽度为Lb<5mm，涂布单面的厚度为Hb≤5um；区域C的宽度为Lc，涂布厚度为Hc；区域D的宽度Ld<5mm，涂布单面厚度Hd≤5um；区域E的宽度为Le；完成极片浆料在区域C的涂布后，再在区域B和D处涂覆一层陶瓷浆料，区域A和E为极耳区。本发明的有益效果：采用本发明优化的极片涂布方法，可以很大程度上减少极片分切引起的毛刺，降低电池的短路率，同时，极大程度缓解了由于辊压后活性材料涂覆区与铜铝箔延展不均匀造成的褶皱。

Description

一种降低电池短路率的涂布设计方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种降低电池短路率的涂布设计方法。
背景技术
随着锂离子动力电池在电动大巴、乘用车等领域的大量普及应用，各电池企业开发先进技术、提高产线自动化水平来提高电池的一致性和良品率。而在锂离子电池制作过程中，由极片分切成型引起的毛刺，会在高电压微短路测试时，引发隔膜击穿、正负极短路，造成电池失效，严重降低电池的良品率；不易检测的单个电芯的微短路，会造成电池之间的不一致性，导致模组无法使用。
正、负极片的分切和成型过程中，尤其在料区和极耳的交接处，空白的铜铝箔很薄、延展性强，不易分切，更容易形成毛刺。我们可以改进涂布方法，在料区和极耳交接处涂布一层宽度为<5mm、涂布单面厚度为≤5um的陶瓷涂层，陶瓷层有一定硬度、并易于分切，有良好的绝缘性，能够在很大程度上降低毛刺率，减少电芯的微短路情况发生。同时，极大程度降低辊压后由于涂覆区和极耳区由于延展不均匀造成的褶皱。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种降低电池短路率的涂布设计方法，能够有效解决上述问题。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种降低电池短路率的涂布及分切方法，具体包括如下步骤：
S1：设计涂布区域：涂布区域在从左至右的横向上呈区域A、B、C、D和E交替分布，区域A的宽度为La；区域B的宽度为Lb<5mm，涂布单面的厚度为Hb≤5um；区域C的宽度为Lc，涂布厚度为Hc；区域D的宽度Ld<5mm，涂布单面厚度Hd≤5um；区域E的宽度为Le，区域A和E为极耳区；
S2：涂布：在区域C上涂布正极浆料或负极浆料，制得正极片或负极片；在区域B和区域D上涂敷陶瓷涂层。
S3：分切：在区域C的中部沿极片涂布方向切割，形成与两侧的极耳区A和E分别连接的左极片区C1及右极片区C2，所述左极耳区沿所述涂布方向排布有多个左极耳，所述右极耳区沿所述涂布方向排布有多个右极耳，切除所述左极耳区与右极耳区上多余空白箔，沿与所述涂布方向垂直的方向上切割极片，完成极片的分切。
进一步的，S2中所述正极片制备的具体步骤如下：
S211：将PVDF粘结剂充分溶解在NMP溶剂中，制备成2-15%PVDF溶液；
S212：将导电剂加入PVDF溶液， 1000-5000rpm高速搅拌1-3h, 使导电剂均匀分散在PVDF胶液中，导电剂的加入量占固体粉料质量的0.5～10%；
S213：按一定配比加入正极材料，1000-5000rpm高速搅拌1-10h, 制备成分散均匀的正极浆料；
S214：采用涂布机将以上制得的正极浆料涂敷在铝箔集流体上，烘干制成所需宽度的双面涂布正极片。
进一步的，S213中所述正极材料为磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料、钴酸锂或NCA。
进一步的，S2中所述负极片制备的具体操作步骤如下：
S221：将CMC增稠剂充分溶解在去离子水中，配置成0.5～5%CMC溶液；
S222：将导电剂加入CMC溶液，1000-5000rpm高速搅拌1-3h, 使导电剂均匀分散在CMC溶液中，导电剂的加入量占固体粉料质量的0.5～10%；
S223：按一定配比加入负极材料，1000-5000rpm高速搅拌1-10h, 制成分散均匀的负极浆料；
S224：采用涂布机将以上制得的负极浆料涂敷在铜箔集流体上，制成所需幅宽的双面涂布负极片。
进一步的，S223中所述负极材料为石墨、硬碳、软碳或钛酸锂。
进一步的，S2中所述涂敷陶瓷涂层的制备具体步骤包括：
S231：采用PVDF为胶黏剂，NMP做溶剂，制备成2～15%PVDF溶液；
S232：将配制好的陶瓷颗粒粉末加入PVDF溶液中100-1000rpm低速搅拌1-3h，然后真空1000-5000rpm搅拌20-25h使物料充分分散，制成均匀的陶瓷分散浆料；
S233：采用涂布机将上述陶瓷浆料均匀涂覆在活性材料区的两边，陶瓷层的宽度为2-5mm。
进一步的，S232中所述陶瓷颗粒粉末为Al2O3、ZrO2、MgO或勃姆石。
本发明的有益效果：采用本发明优化的极片涂布方法，可以很大程度上减少极片分切引起的毛刺，降低电池的短路率，同时，极大程度缓解了由于辊压后活性材料涂覆区与铜铝箔延展不均匀造成的褶皱。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明提供的涂布方法涂布后的俯视图；
图2是根据本发明提供的涂布方法涂布分切后的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，一种降低电池短路率的涂布及分切方法，具体包括如下步骤：
S1：设计涂布区域：涂布区域在从左至右的横向上呈区域A、B、C、D和E交替分布，区域A的宽度为La；区域B的宽度为Lb<5mm，涂布单面的厚度为Hb≤5um；区域C的宽度为Lc，涂布厚度为Hc；区域D的宽度Ld<5mm，涂布单面厚度Hd≤5um；区域E的宽度为Le，区域A和E为极耳区；
S2：涂布：在区域C上涂布正极浆料或负极浆料，制得正极片或负极片；在区域B和区域D上涂敷陶瓷涂层。
S3：分切：在区域C的中部沿极片涂布方向切割，形成与两侧的极耳区A和E分别连接的左极片区C1及右极片区C2，所述左极耳区沿所述涂布方向排布有多个左极耳，所述右极耳区沿所述涂布方向排布有多个右极耳，切除所述左极耳区与右极耳区上多余空白箔，沿与所述涂布方向垂直的方向上切割极片，完成极片的分切。
在一个具体的实施例中，S2中所述正极片制备的具体步骤如下：
S211：将PVDF粘结剂充分溶解在NMP溶剂中，制备成2-15%PVDF溶液；
S212：将导电剂加入PVDF溶液， 1000-5000rpm高速搅拌1-3h, 使导电剂均匀分散在PVDF胶液中，导电剂的加入量占固体粉料质量的0.5～10%；
S213：按一定配比加入正极材料，1000-5000rpm高速搅拌1-10h, 制备成分散均匀的正极浆料；
S214：采用涂布机将以上制得的正极浆料涂敷在铝箔集流体上，烘干制成所需宽度的双面涂布正极片。
在一个具体的实施例中，S213中所述正极材料为磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料、钴酸锂或NCA。
在一个具体的实施例中，S2中所述负极片制备的具体操作步骤如下：
S221：将CMC增稠剂充分溶解在去离子水中，配置成0.5～5%CMC溶液；
S222：将导电剂加入CMC溶液，1000-5000rpm高速搅拌1-3h, 使导电剂均匀分散在CMC溶液中，导电剂的加入量占固体粉料质量的0.5～10%；
S223：按一定配比加入负极材料，1000-5000rpm高速搅拌1-10h, 制成分散均匀的负极浆料；
S224：采用涂布机将以上制得的负极浆料涂敷在铜箔集流体上，制成所需幅宽的双面涂布负极片。
在一个具体的实施例中，S223中所述负极材料为石墨、硬碳、软碳或钛酸锂。
在一个具体的实施例中，S2中所述涂敷陶瓷涂层的制备具体步骤包括：
S231：采用PVDF为胶黏剂，NMP做溶剂，制备成2～15%PVDF溶液；
S232：将配制好的陶瓷颗粒粉末加入PVDF溶液中100-1000rpm低速搅拌1-3h，然后真空1000-5000rpm搅拌20-25h使物料充分分散，制成均匀的陶瓷分散浆料；
S233：采用涂布机将上述陶瓷浆料均匀涂覆在活性材料区的两边，陶瓷层的宽度为2-5mm。
在一个具体的实施例中，S232中所述陶瓷颗粒粉末为Al2O3、ZrO2、MgO或勃姆石。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、优化等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种降低电池短路率的涂布及分切方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1：设计涂布区域：涂布区域在从左至右的横向上呈区域A、B、C、D和E交替分布，区域A的宽度为La；区域B的宽度为Lb<5mm，涂布单面的厚度为Hb≤5um；区域C的宽度为Lc，涂布厚度为Hc；区域D的宽度Ld<5mm，涂布单面厚度Hd≤5um；区域E的宽度为Le，区域A和E为极耳区；
S2：涂布：在区域C上涂布正极浆料或负极浆料，制得正极片或负极片；在区域B和区域D上涂敷陶瓷涂层；
S3：分切：在区域C的中部沿极片涂布方向切割，形成与两侧的极耳区A和E分别连接的左极片区C1及右极片区C2，所述左极耳区沿所述涂布方向排布有多个左极耳，所述右极耳区沿所述涂布方向排布有多个右极耳，切除所述左极耳区与右极耳区上多余空白箔，沿与所述涂布方向垂直的方向上切割极片，完成极片的分切。
2.根据权利要求1所述的一种降低电池短路率的涂布及分切方法，其特征在于，S2中所述正极片制备的具体步骤如下：
S211：将PVDF粘结剂充分溶解在NMP溶剂中，制备成2-15%PVDF溶液；
S212：将导电剂加入PVDF溶液， 1000-5000rpm高速搅拌1-3h, 使导电剂均匀分散在PVDF胶液中，导电剂的加入量占固体粉料质量的0.5～10%；
S213：按一定配比加入正极材料，1000-5000rpm高速搅拌1-10h, 制备成分散均匀的正极浆料；
S214：采用涂布机将以上制得的正极浆料涂敷在铝箔集流体上，烘干制成所需宽度的双面涂布正极片。
3.根据权利要求2所述的一种降低电池短路率的涂布及分切方法，其特征在于，S213中所述正极材料为磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料、钴酸锂或NCA。
4.根据权利要求1所述的一种降低电池短路率的涂布及分切方法，其特征在于，S2中所述负极片制备的具体操作步骤如下：
S221：将CMC增稠剂充分溶解在去离子水中，配置成0.5～5%CMC溶液；
S222：将导电剂加入CMC溶液，1000-5000rpm高速搅拌1-3h, 使导电剂均匀分散在CMC溶液中，导电剂的加入量占固体粉料质量的0.5～10%；
S223：按一定配比加入负极材料，1000-5000rpm高速搅拌1-10h, 制成分散均匀的负极浆料；
S224：采用涂布机将以上制得的负极浆料涂敷在铜箔集流体上，制成所需幅宽的双面涂布负极片。
5.根据权利要求4所述的一种降低电池短路率的涂布及分切方法，其特征在于，S223中所述负极材料为石墨、硬碳、软碳或钛酸锂。
6.根据权利要求1所述的一种降低电池短路率的涂布及分切方法，其特征在于，S2中所述涂敷陶瓷涂层的制备具体步骤包括：
S231：采用PVDF为胶黏剂，NMP做溶剂，制备成2～15%PVDF溶液；
S232：将配制好的陶瓷颗粒粉末加入PVDF溶液中100-1000rpm低速搅拌1-3h，然后真空1000-5000rpm搅拌20-25h使物料充分分散，制成均匀的陶瓷分散浆料；
S233：采用涂布机将上述陶瓷浆料均匀涂覆在活性材料区的两边，陶瓷层的宽度为2-5mm。
7.根据权利要求6所述的一种降低电池短路率的涂布及分切方法，其特征在于，S232中所述陶瓷颗粒粉末为Al2O3、ZrO2、MgO或勃姆石。
CN201711077520.2A 2017-11-04 2017-11-04 一种降低电池短路率的涂布设计方法 Pending CN107895770A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711077520.2A CN107895770A (zh) 2017-11-04 2017-11-04 一种降低电池短路率的涂布设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711077520.2A CN107895770A (zh) 2017-11-04 2017-11-04 一种降低电池短路率的涂布设计方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107895770A true CN107895770A (zh) 2018-04-10

Family

ID=61804067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711077520.2A Pending CN107895770A (zh) 2017-11-04 2017-11-04 一种降低电池短路率的涂布设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107895770A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109065818A (zh) * 2018-06-28 2018-12-21 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种低短路率锂离子动力电池极片及其制备方法
CN110137434A (zh) * 2019-06-06 2019-08-16 深圳鸿鹏新能源科技有限公司 锂电池极片及其制备方法
CN111933903A (zh) * 2020-07-07 2020-11-13 银隆新能源股份有限公司 磷酸铁锂电池正极浆料及其制备方法
CN112510212A (zh) * 2020-10-28 2021-03-16 天津空间电源科技有限公司 一种无应力端面整形电池及其制造工艺
CN112563455A (zh) * 2020-12-25 2021-03-26 东莞维科电池有限公司 一种极片的制备方法、极片及锂离子电池
CN112635714A (zh) * 2020-12-15 2021-04-09 东莞维科电池有限公司 一种极片的制备方法、极片及锂离子电池
CN115377359A (zh) * 2022-09-06 2022-11-22 湖北亿纬动力有限公司 电芯极片的制备方法、电芯极片及电芯
CN116565147A (zh) * 2023-05-25 2023-08-08 江苏智泰新能源科技有限公司 一种钠电硬碳负极极片的制作方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109065818A (zh) * 2018-06-28 2018-12-21 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种低短路率锂离子动力电池极片及其制备方法
CN110137434A (zh) * 2019-06-06 2019-08-16 深圳鸿鹏新能源科技有限公司 锂电池极片及其制备方法
CN111933903A (zh) * 2020-07-07 2020-11-13 银隆新能源股份有限公司 磷酸铁锂电池正极浆料及其制备方法
CN112510212A (zh) * 2020-10-28 2021-03-16 天津空间电源科技有限公司 一种无应力端面整形电池及其制造工艺
CN112635714A (zh) * 2020-12-15 2021-04-09 东莞维科电池有限公司 一种极片的制备方法、极片及锂离子电池
CN112563455A (zh) * 2020-12-25 2021-03-26 东莞维科电池有限公司 一种极片的制备方法、极片及锂离子电池
CN115377359A (zh) * 2022-09-06 2022-11-22 湖北亿纬动力有限公司 电芯极片的制备方法、电芯极片及电芯
CN116565147A (zh) * 2023-05-25 2023-08-08 江苏智泰新能源科技有限公司 一种钠电硬碳负极极片的制作方法
CN116565147B (zh) * 2023-05-25 2024-02-02 江苏智泰新能源科技有限公司 一种钠电硬碳负极极片的制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107895770A (zh) 一种降低电池短路率的涂布设计方法
CN101510625B (zh) 一种超高倍率锂离子电池
CN207320232U (zh) 一种锂离子电池负极极片及锂离子电池
CN207611809U (zh) 一种锂离子电池正极极片及锂离子电池
CN103236564B (zh) 一种具有250Wh/Kg比能量的锂离子动力电池制造方法
CN105932297A (zh) 一种碳纳米管导电涂层集流体及其制备工艺
CN107768676A (zh) 一种锂离子电池及其极片
WO2016202169A2 (zh) 一种高能量密度锂离子电池
CN103035920B (zh) 一种锂离子电池及其制备方法
CN102306777A (zh) 一种磷酸铁锂型锂离子电池正极片及其制造方法
CN103715394A (zh) 一种锂离子电池正极及其制备方法
CN104201384A (zh) 一种锂离子电池负极极片及其制作方法
CN111916666A (zh) 一种异型结构的负极片及包括该负极片的锂离子电池
CN112713266B (zh) 负极浆料及其应用
CN110137434A (zh) 锂电池极片及其制备方法
US20220037636A1 (en) Lithium-manganese dioxide primary battary and preparation thereof
JP2015125893A (ja) 全固体電池の製造方法
CN106803593A (zh) 一种复合功能导电涂层及其制备方法
CN111900337A (zh) 一种锂离子电池极片及其制备方法
JP2023524423A (ja) セパレータ及び多孔性電極からなる組立体を製造する方法、セパレータ及び多孔性電極からなる組立体、並びにそうした組立体を含むマイクロ電池
CN108832133A (zh) 一种柔性集流体电池及其制造方法
JP2013033657A (ja) 二次電池用電極
CN103094522B (zh) 锂离子电池阳极片
CN113675365A (zh) 一种负极片及锂离子电池
CN103236546B (zh) 电池涂胶基片和极片及电池极片涂胶分切工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180410

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication