CN108110221A - 一种能量功率型锂离子电池的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能量功率型锂离子电池的制备方法，包括正/负极合浆、正/负极片涂布、卷芯、组装、烘烤、化成、分容，得到成品电池，其中，在正/负极片涂布的操作中，正/负极片的总涂覆面密度分别为2P0和2N0；在正/负极片涂布的操作中，正极片正反两面涂布面密度分别为P0(1‑X)和P0(1+X)，负极片正反两面涂布面密度分别为N0(1‑Y)和N0(1+Y)，其中，X和Y的取值为：0.1≤X≤0.3，0.1≤Y≤0.3。本发明能够弥补锂离子电池不能同时兼顾能量和功率的缺陷。

Description

一种能量功率型锂离子电池的制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种能量功率型锂离子电池的制备方法。
背景技术
新能源汽车是未来的发展趋势，而锂离子电池是新能源汽车唯一的成熟解决方案。按功能和需求划分，现今锂离子电池可以分为能量型和功率型。
能量型锂离子电池，其特征是电池的能量密度高，单位质量或体积内可以储存更多的电量，提供更长的续航里程；但是不能支持大倍率电流放电。功率型锂离子电池，其特征是电池能够支持较大倍率的持续放电，但是电芯能量密度较低，续航里程较低
可见，锂离子电池的能量和功率不可兼得，究其根源要归结于锂离子电池的原理及设计。锂离子电池主要有正极、负极、隔膜和电解液组成。目前，正极一般由铝集流体加之在其两侧涂覆均等面密度的正极材料构成，负极一般由由铜集流体加之在其两侧涂覆的相等面密度的负极材料构成。在现如今正负极活性材料克容量发挥水平一定的客观情形下，为了追求更高的能量密度，电池极片的活性物质占比很高，而且，集流体两侧的涂覆面密度也很大，这样做是为了使得固定的体积内能容纳更多的活性物质，以储存更多的电量。这样的设计会造成材料的电导率降低，且极片单位面积的涂覆量越大，锂离子的脱嵌越困难，无法实现大倍率的放电。反之，功率型电池为了追求大倍率放电，其单位面积的涂覆量不能太大，这就需要牺牲容量。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种能量功率型锂离子电池的制备方法，以弥补锂离子电池不能同时兼顾能量和功率的缺陷。
本发明提出的一种能量功率型锂离子电池的制备方法，包括正/负极合浆、正/负极片涂布、卷芯、组装、烘烤、化成、分容，得到成品电池，其中，在正/负极片涂布的操作中，正/负极片的总涂覆面密度分别为2P0和2N0；在正/负极片涂布的操作中，正极片正反两面涂布面密度分别为P0(1-X)和P0(1+X)，负极片正反两面涂布面密度分别为N0(1-Y)和N0(1+Y)，其中，X和Y的取值为：0.1≤X≤0.3，0.1≤Y≤0.3。
优选地，在卷芯的操作中，使正极片面密度为P0(1-X)的一侧和负极片面密度为N0(1-Y)的一侧正对应。
上述P0和N0的取值应满足能量型电池对容量的要求和电池设计对NP的基本要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明正/负极片正反两面的面密度存在差异化，使得较小涂覆面密度的一侧具有大倍率放电的能力，具备功率电芯的需求；虽然差异化了正/负极正反两面的面密度，但是保证了正极和负极片总涂覆面密度不变，保障了电芯的容量，满足能量型电芯的要求，制得的锂离子电池同时具有较高的能量和较大的功率。
2)本发明在优选方案中将X和Y的取值设置为：0.1≤X≤0.3，0.1≤Y≤0.3，若X和Y小于0.1时会使得极片较小面一侧的功率特性发挥不明显；X和Y大于0.3时会使得较大面密度一侧涂覆量过大，存在附着力不够或锂离子脱嵌困难的风险，以致破坏能量型电芯的基本性能需求。
附图说明
图1为本发明能量功率型锂离子电池的制备方法中正/负极片面密度对应关系示意图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种能量功率型锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
S1、正/负极合浆：准备正极磷酸铁锂和负极人造石墨材料，其中，正极磷酸铁锂标称克容量为145mAh/g，负极人造石墨标称克容量为350mAh/g。将磷酸铁锂正极粉末按照LFP：导电剂SP：导电剂石墨烯复合浆料：PVDF＝96：0.5：1：2.5的比例进行合浆；将人造石墨负极粉末按照石墨：SP：CMC：SBR＝95.5：1.5：1.2：1.8的比例进行合浆。
S2、正/负极极片制备：将合浆好的浆料进行涂覆和极片辊压，得到可加工的正/负极极片。其中，正极片正反面面密度分别为145g/m2和196g/m2，其中，P0＝170g/m2，X＝0.15；负极片正反面面密度分别为69g/m2和91g/m2，其中，N0＝80g/m2，Y＝0.14。
S3、将正/负极极片依次进行激光切极耳、卷绕和组装后得到电芯。其中，参照图1，在卷绕时，正极片面密度为145g/m2的一侧和负极片面密度为69g/m2的一侧正对应，中间以隔膜隔开；正极片196g/m2的一侧和负极片91g/m2的一侧对应。
S4、将电芯依次进行烘烤、注液、化成和分容后得到成品电池。
实施例2
一种能量功率型锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
S1、正/负极合浆：准备正极磷酸铁锂和负极人造石墨材料，其中，正极磷酸铁锂标称克容量为145mAh/g，负极人造石墨标称克容量为350mAh/g。将磷酸铁锂正极粉末按照LFP：导电剂SP：导电剂石墨烯复合浆料：PVDF＝96：0.5：1：2.5的比例进行合浆；将人造石墨负极粉末按照石墨：SP：CMC：SBR＝95.5：1.5：1.2：1.8的比例进行合浆。
S2、正/负极极片制备：将合浆好的浆料进行涂覆和极片辊压，得到可加工的正/负极极片。其中，正极片正反面面密度分别为153g/m2和187g/m2，其中，P0＝170g/m2，X＝0.1；负极片正反面面密度分别为72g/m2和88g/m2，其中，N0＝80g/m2，Y＝0.1。
S3、将正/负极极片依次进行激光切极耳、卷绕和组装后得到电芯。其中，在卷绕时，正极片面密度为153g/m2的一侧和负极片面密度为72g/m2的一侧正对应，中间以隔膜隔开；正极片187g/m2的一侧和负极片88g/m2的一侧对应。
S4、将电芯依次进行烘烤、注液、化成和分容后得到成品电池。
实施例3
一种能量功率型锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
S1、正/负极合浆：准备正极磷酸铁锂和负极人造石墨材料，其中，正极磷酸铁锂标称克容量为145mAh/g，负极人造石墨标称克容量为350mAh/g。将磷酸铁锂正极粉末按照LFP：导电剂SP：导电剂石墨烯复合浆料：PVDF＝96：0.5：1：2.5的比例进行合浆；将人造石墨负极粉末按照石墨：SP：CMC：SBR＝95.5：1.5：1.2：1.8的比例进行合浆。
S2、正/负极极片制备：将合浆好的浆料进行涂覆和极片辊压，得到可加工的正/负极极片。其中，正极片正反面面密度分别为119g/m2和221g/m2，其中，P0＝170g/m2，X＝0.3；负极片正反面面密度分别为56g/m2和104g/m2，其中，N0＝80g/m2，Y＝0.3。
S3、将正/负极极片依次进行激光切极耳、卷绕和组装后得到电芯。其中，在卷绕时，正极片面密度为119g/m2的一侧和负极片面密度为56g/m2的一侧正对应，中间以隔膜隔开；正极片221g/m2的一侧和负极片104g/m2的一侧对应。
S4、将电芯依次进行烘烤、注液、化成和分容后得到成品电池。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种能量功率型锂离子电池的制备方法，包括正/负极合浆、正/负极片涂布、卷芯、组装、烘烤、化成、分容，得到成品电池，其中，在正/负极片涂布的操作中，正/负极片的总涂覆面密度分别为2P0和2N0，其特征在于，在正/负极片涂布的操作中，正极片正反两面涂布面密度分别为P0(1-X)和P0(1+X)，负极片正反两面涂布面密度分别为N0(1-Y)和N0(1+Y)，其中，X和Y的取值为：0.1≤X≤0.3，0.1≤Y≤0.3。
2.根据权利要求1所述能量功率型锂离子电池的制备方法，其特征在于，在卷芯的操作中，使正极片面密度为P0(1-X)的一侧和负极片面密度为N0(1-Y)的一侧正对应。
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