CN108428856A - 一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,其特征在于:将含有粘结剂、锂盐、陶瓷粉体以及溶剂的浆料均匀的涂布在正极材料和负极材料的表面,之后进行干燥处理;将干燥后的复合正极和复合负极贴合在一起,采用铝塑膜作为封装材料,然后进行抽真空,热封;将热封好的电芯进行热压处理,之后进行冷压,得到界面改善的全固态锂离子电池。优点是:通过此工艺,能够有效的改善全固态电池的界面问题,这种工艺简单且能大规模生产商业化的全固态锂离子电池。
Description
技术领域
本发明涉及全固态锂离子电池领域,涉及了一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺。
背景技术
随着锂离子电池广泛用于动力汽车,兼具高安全性和高安全性的锂离子电池成为国内外的研究热点。与采用液体电解液的传统锂离子电池相比,全固态锂离子电池在柔性、高能量密度和安全性方面具有显著的潜在优势,被认为是可用于智能可穿戴设备和电动汽车领域的下一代锂电池。作为全固态二次锂离子电池的核心组成,固态电解质需要具备高离子电导率、宽电化学窗口、对锂稳定、力学性能优以及可抑制锂枝晶等特性。目前,制约全固态锂离子电池商业化的最大因素是电池内部的界面问题。针对现有问题,我们通过热压工艺能够有效的改善全固态电池的界面问题,这种工艺简单且能大规模生产商业化的全固态锂离子电池。
发明内容
本发明的目的是:针对上述不足,提供一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,将含有粘结剂、锂盐、陶瓷粉体以及溶剂的浆料均匀的涂布在正极材料和负极材料的表面,涂布厚度为100-400μm,之后进行干燥处理,干燥处理的温度为80-120℃,干燥时间5-20h,真空度为0-1Mpa;将干燥后的复合正极和复合负极贴合在一起,采用铝塑膜作为封装材料,然后进行抽真空,热封,热封温度为180-220℃,热封时间3-10s,热封压力为0.1-1MPa;将热封好的电芯进行热压处理,热压处理的温度为50-100℃,热压压力为0.1-0.5MPa,热压时间为1-10min,之后进行冷压,冷压的温度为20-35℃,冷压压力为0.1-0.5MPa,冷压时间为1-10min,得到界面改善的全固态锂离子电池。
所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚丙烯酸酯中的一种或多种。
所述锂盐为六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂和二草酸硼酸锂中的一种或多种。
所述陶瓷粉体为锂镧钛氧、锂镧锆氧和锂镧锆钽氧中的一种或多种。
所述溶剂为N-甲基吡咯烷或二甲基甲酰胺中的一种。
所述原料的质量分数比为:粘结剂5-10%,锂盐5-15%,陶瓷粉体30-40%,溶剂40-50%。
所述正极材料为钴酸锂或镍钴锰三元材料;所述负极材料为石墨负极。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:通过此工艺,能够有效的改善全固态电池的界面问题,这种工艺简单且能大规模生产商业化的全固态锂离子电池。
附图说明
图1为热压前后的阻抗图;
图2为电池的首次充放电曲线图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
实施例一:
一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,其特征在于:将含有10%聚偏氟乙烯、10%双三氟甲烷磺酰亚胺锂、30%锂镧锆钽氧以及50%二甲基甲酰胺的浆料均匀的涂布在镍钴锰三元正极和石墨负极的表面,涂布厚度为100μm,之后进行干燥处理,干燥处理的温度为80℃,干燥时间5h,真空度为0.1Mpa;将干燥后的复合正极和复合负极贴合在一起,采用铝塑膜作为封装材料,然后进行抽真空,热封,热封温度为180℃,热封时间3s,热封压力为0.1MPa;将热封好的电芯进行热压处理,热压处理的温度为50℃,热压压力为0.1MPa,热压时间为1min,之后进行冷压,冷压的温度为20℃,冷压压力为0.1MPa,冷压时间为1min,得到界面改善的全固态锂离子电池。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:通过此工艺,能够有效的改善全固态电池的界面问题,这种工艺简单且能大规模生产商业化的全固态锂离子电池。
实施例二:
一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,将含有5%聚偏氟乙烯,5%聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、10%二草酸硼酸锂、30%锂镧钛氧以及50%二甲基甲酰胺的浆料均匀的涂布在镍钴锰三元正极和石墨负极的表面,涂布厚度为200μm,之后进行干燥处理,干燥处理的温度为90℃,干燥时间8h,真空度为0.3Mpa;将干燥后的复合正极和复合负极贴合在一起,采用铝塑膜作为封装材料,然后进行抽真空,热封,热封温度为190℃,热封时间5s,热封压力为0.3MPa;将热封好的电芯进行热压处理,热压处理的温度为60℃,热压压力为0.2MPa,热压时间为3min,之后进行冷压,冷压的温度为22℃,冷压压力为0.2MPa,冷压时间为3min,得到界面改善的全固态锂离子电池。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:通过此工艺,能够有效的改善全固态电池的界面问题,这种工艺简单且能大规模生产商业化的全固态锂离子电池。
实施例三:
一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,将含有5%聚酰亚胺、5%六氟磷酸锂、40%锂镧锆氧以及50%二甲基甲酰胺的浆料均匀的涂布在镍钴锰三元正极和石墨负极的表面,涂布厚度为300μm,之后进行干燥处理,干燥处理的温度为100℃,干燥时间12h,真空度为0.5Mpa;将干燥后的复合正极和复合负极贴合在一起,采用铝塑膜作为封装材料,然后进行抽真空,热封,热封温度为200℃,热封时间7s,热封压力为0.5MPa;将热封好的电芯进行热压处理,热压处理的温度为80℃,热压压力为0.3MPa,热压时间为5min,之后进行冷压,冷压的温度为25℃,冷压压力为0.3MPa,冷压时间为5min,得到界面改善的全固态锂离子电池。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:通过此工艺,能够有效的改善全固态电池的界面问题,这种工艺简单且能大规模生产商业化的全固态锂离子电池。
实施例四:
一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,将含有10%聚丙烯酸酯、10%四氟硼酸锂、40%锂镧锆氧以及50%二甲基甲酰胺的浆料均匀的涂布在镍钴锰三元正极和石墨负极的表面,涂布厚度为350μm,之后进行干燥处理,干燥处理的温度为110℃,干燥时间16h,真空度为0.7Mpa;将干燥后的复合正极和复合负极贴合在一起,采用铝塑膜作为封装材料,然后进行抽真空,热封,热封温度为210℃,热封时间8s,热封压力为0.7MPa;将热封好的电芯进行热压处理,热压处理的温度为90℃,热压压力为0.4MPa,热压时间为7min,之后进行冷压,冷压的温度为30℃,冷压压力为0.4MPa,冷压时间为7min,得到界面改善的全固态锂离子电池。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:通过此工艺,能够有效的改善全固态电池的界面问题,这种工艺简单且能大规模生产商业化的全固态锂离子电池。
实施例五:
一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,将含有5%聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、15%双三氟甲烷磺酰亚胺锂、30%锂镧锆钽氧以及50%N-甲基吡咯烷的浆料均匀的涂布在镍钴锰三元正极和石墨负极的表面,涂布厚度为400μm,之后进行干燥处理,干燥处理的温度为120℃,干燥时间20h,真空度为1Mpa;将干燥后的复合正极和复合负极贴合在一起,采用铝塑膜作为封装材料,然后进行抽真空,热封,热封温度为220℃,热封时间10s,热封压力为1MPa;将热封好的电芯进行热压处理,热压处理的温度为100℃,热压压力为0.5MPa,热压时间为10min,之后进行冷压,冷压的温度为35℃,冷压压力为0.5MPa,冷压时间为10min,得到界面改善的全固态锂离子电池。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:通过此工艺,能够有效的改善全固态电池的界面问题,这种工艺简单且能大规模生产商业化的全固态锂离子电池。
实施例六:
对电池进行电化学性能测试,图1为热压前后的阻抗图,由图可得,热压后,电池的内阻和界面阻抗均变小;图2为电池的首次充放电曲线图,有图可知,采用此热压工艺制备的全固态锂离子电池充放电性能良好。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,其特征在于:将含有粘结剂、锂盐、陶瓷粉体以及溶剂的浆料均匀的涂布在正极材料和负极材料的表面,涂布厚度为100-400μm,之后进行干燥处理,干燥处理的温度为80-120℃,干燥时间5-20h,真空度为0-1Mpa;将干燥后的复合正极和复合负极贴合在一起,采用铝塑膜作为封装材料,然后进行抽真空,热封,热封温度为180-220℃,热封时间3-10s,热封压力为0.1-1MPa;将热封好的电芯进行热压处理,热压处理的温度为50-100℃,热压压力为0.1-0.5MPa,热压时间为1-10min,之后进行冷压,冷压的温度为20-35℃,冷压压力为0.1-0.5MPa,冷压时间为1-10min,得到界面改善的全固态锂离子电池。
2.根据权利要求1所述的一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,其特征在于:所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚丙烯酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,其特征在于:所述锂盐为六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂和二草酸硼酸锂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,其特征在于:所述陶瓷粉体为锂镧钛氧、锂镧锆氧和锂镧锆钽氧中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,其特征在于:所述溶剂为N-甲基吡咯烷或二甲基甲酰胺中的一种。
6.根据权利要求1至5中任意一所述的一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,其特征在于:所述原料的质量分数比为:粘结剂5-10%,锂盐5-15%,陶瓷粉体30-40%,溶剂40-50%。
7.根据权利要求1所述的一种全固态锂离子电池界面改善热压工艺,其特征在于:所述正极材料为钴酸锂或镍钴锰三元材料;所述负极材料为石墨负极。
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