CN109004287A - 一种含有ptc效应集流体的锂离子电池的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，属于锂离子电池领域。该种方法将有正温度系数的材料和碳基导电材料及助剂制成浆料，利用喷涂或凹版印刷的方法将浆料喷涂到锂离子电池正极和负极的集流体上，烘干得到含有正温度系数涂层的集流体，然后对该集流体进行热压预处理即可，在含涂层的正负极集流体上分别涂覆锂离子电池正负极活性物质材料烘干后即可用于制备锂离子电池。本发明相的优点是：通过对涂层的热压工艺处理降低了涂层在常温下的内阻，提升涂层的PTC效应，在达到居里温度时涂层内阻急剧增大，起到关断作用，从而在不影响锂离子电池性能的前提下提升了安全性能。

Description

一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法。
背景技术
随着技术的发展，电动汽车正逐渐得到普及。从发展趋势看，锂离子电池将成为电动汽车的主要动力电源之一，现阶段已有使用锂离子电池的电动汽车在销售，动力型锂离子电池未来的市场前景更加广阔，但锂离子电池的安全性问题一直制约其发展。
电动汽车用锂离子蓄电池标准中给出了安全测试的方法，锂离子电池安全性最大的问题在于局部的热失控导致整体失效。为了改善安全性能，业内人士做了很多安全方面的研究，如在电芯负极和保护板间连接保险丝PTC（专利CN201466143U），外部PTC设计只能防止过充，但对温度感测不够灵敏，当电池内部温度产生时，无法即时感测进行防护作用。此外还有针对电解液里加入过充和阻燃的添加剂，这种方法存在的弊端在于添加量过少起不到效果，添加量过多电池的性能受到严重的影响。还有一些研究在电池内部将有机物和碳基材料混合物涂于集流体上，通过有机物的PTC特性来改善安全性能。此种想法如果成功可以很好的改善锂离子电池的安全性，但问题就在于有机物与碳基材料混合后如果处理不当产生的PTC效应变弱甚至出现NTC效果，同时如果导电填料的种类和用量不合理将会使常温下电阻很高，影响锂离子电池的性能。以上所述的PTC指正温度系数热敏电阻，NTC指负温度系数热敏电阻。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的锂离子电池安全性较差的问题，提供一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，该种方法将有正温度系数的材料和碳基导电材料及助剂制成浆料，利用喷涂或凹版印刷的方法将浆料喷涂到锂离子电池正极和负极的集流体上，烘干得到含有正温度系数涂层的集流体，然后对该集流体进行热压预处理即可，在含涂层的正负极集流体上分别涂覆锂离子电池正负极活性物质材料烘干后即可用于制备锂离子电池。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，所述的方法具体包括以下步骤：
步骤一、导电填料的预处理：称取导电填料用丙酮浸泡，用搅拌机低速搅拌4h，所述的低速指线速度为1~6m/s，然后用去离子水洗涤去除表面的有机杂质，然后用80℃真空烤箱烘干4~8 h待用；
步骤二、制备功能涂层浆料：称取NMP和DMF的混合溶液，其中，DMF的质量比为0.5%~10%，称取高分子基体材料粉末和步骤一中得到的导电填料，将混合溶液、高分子基体材料粉末和导电填料加入到高速分散机中搅拌，搅拌速度为2000rpm/min，搅拌时间为4h，即制备得到功能涂层浆料，其中，浆料中固含量为8%~20%，高分子基体材料粉末和导电填料的比例与两者的种类有关，导电填料占总固体的质量分数控制在5%~15%之间；
步骤三、集流体的涂覆：将制备好的功能涂层浆料利用涂布机采用凹版印刷或喷涂的方式在正极集流体和负极集流体进行双面涂，并过涂布机的烘箱干燥，烘干温度为100~120℃，双面涂层厚度控制在0.5~5μm；
步骤四、将步骤三中涂覆好的正负极集流体分别过热辊辊压机进行热压处理，热辊辊压机压力为10T~30T，热辊辊压机温度为60~180℃，处理时间与高分子基体材料和填料的种类、要达到的实验效果及生产效率有一定的关系，通常10min~150min可以满足要求；
步骤五、制备正极极片：将正极活性物质、导电炭黑和聚偏氟乙烯按照96：2：2的质量比加入到搅拌罐中，并且加入NMP溶剂配成正极浆料，正极浆料的固含量为70%~75%，利用涂布机涂覆到步骤四制备的含涂层的正极集流体上，在120℃温度下烘干8h，即得到正极极片；
步骤六、制备负极极片：将负极活性物质、导电剂和粘结剂按照96：2：2的质量比加入到搅拌罐中，并且加入去离子水配成负极浆料，负极浆料的固含量为40%~45%，利用涂布机涂覆到步骤四制备的含涂层的负极集流体上，在100℃温度下烘干8 h，即得到负极极片；
步骤七、组装电池：将步骤五制备得到的正极极片和步骤六制备得到的负极极片按照一定的尺寸裁切，将正极极片、负极极片、隔膜按照隔膜、负极极片、正极极片、隔膜的顺序堆叠，采用铝塑膜封装，在-0.08MPa的真空状态下，于85℃烘烤48h去除水分，注入电解液，对电池进行化成，即得到锂离子电池。所述的化成即电池制作后要进行一步充电（行业里称为化成），相当于给电池活化，否则电池无法使用。
本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明利用高分子材料作为基底通过导电填料和溶剂的混合制成含有PTC效应的浆料，将其涂覆于锂离子电池集流体上。通过对涂层的热压工艺处理降低了涂层在常温下的内阻，提升涂层的PTC效应，在达到居里温度时涂层内阻急剧增大，起到关断作用，从而在不影响锂离子电池性能的前提下提升了安全性能。
附图说明
图1为相同压力和温度，不同热处理时间的涂层内阻变化图；
图2为相同热压时间，不同的压力和温度处理涂层的内阻变化曲线图；
图3为常温处理的涂层内阻变化曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修正或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，均应涵盖在本发明的保护范围之中。
具体实施方式一：本实施方式记载的是一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，所述的方法具体包括以下步骤：
步骤一、导电填料的预处理：称取导电填料用丙酮浸泡，用搅拌机低速搅拌4h，所述的低速指线速度为1~6m/s，然后用去离子水洗涤去除表面的有机杂质，然后用80℃真空烤箱烘干4~8 h待用；
步骤二、制备功能涂层浆料：称取NMP和DMF的混合溶液，其中，DMF的质量比为0.5%-10%，称取高分子基体材料粉末和步骤一中得到的导电填料，将混合溶液、高分子基体材料粉末和导电填料加入到高速分散机中搅拌，搅拌速度为2000rpm/min，搅拌时间为4h，即制备得到功能涂层浆料，其中，浆料中固含量为8%~20%，高分子基体材料粉末和导电填料的比例与两者的种类有关，导电填料占总固体的质量分数控制在5%~15%之间；
步骤三、集流体的涂覆：将制备好的功能涂层浆料利用涂布机采用凹版印刷或喷涂的方式在正极集流体和负极集流体进行双面涂，并过涂布机的烘箱干燥，烘干温度为100~120℃，与涂布速度和涂层厚度有一定关系，双面涂层厚度控制在0.5~5μm；
步骤四、将步骤三中涂覆好的正负极集流体分别过热辊辊压机进行热压处理，热辊辊压机压力10T~30T，热辊辊压机温度为60~180℃，处理时间与高分子基体材料和填料的种类、要达到的实验效果及生产效率有一定的关系，通常10min~150min可以满足要求，热压处理的目的在于降低常温下涂层的内阻并提高涂层的PTC效应；
步骤五、制备正极极片：将正极活性物质、导电炭黑和聚偏氟乙烯按照96：2：2的质量比加入到搅拌罐中，并且加入NMP溶剂配成正极浆料，正极浆料的固含量为70%~75%，并且利用涂布机涂覆到步骤四制备的含涂层的正极集流体上，在120℃温度下烘干8h，即得到正极极片；
步骤六、制备负极极片：将负极活性物质、导电剂和粘结剂按照96：2：2的质量比加入到搅拌罐中，并且加入去离子水配成负极浆料，负极浆料的固含量为40%~45%，并且利用涂布机涂覆到步骤四制备的含涂层的负极集流体上，在100℃温度下烘干8 h，即得到负极极片；
步骤七、组装电池：将步骤五制备得到的正极极片和步骤六制备得到的负极极片按照一定的尺寸裁切，将正极极片、负极极片、隔膜按照隔膜、负极极片、正极极片、隔膜的顺序堆叠，采用铝塑膜封装，在-0.08MPa的真空状态下，于85℃烘烤48h去除水分，注入电解液，对电池进行化成，即得到锂离子电池。所述的化成即电池制作后要进行一步充电（电流0.1c预充电）（行业里称为化成），相当于给电池活化，否则电池无法使用。
具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，步骤一中，所述的导电填料为炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电纤维、碳纳米管、石墨烯或鳞片石墨中的一种或几种混合。
具体实施方式三：具体实施方式一所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，步骤二中，所述的高分子基体材料为聚乙烯、聚偏氟乙烯、ABS 树脂、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、环氧树脂或UHMWPE中的一种或几种混合。
具体实施方式四：具体实施方式一所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，步骤三中，所述的正极集流体为铝箔或不锈钢箔，厚度为8~20μm；负极集流体为铜箔或不锈钢箔，厚度为4~15μm。
具体实施方式五：具体实施方式一所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，步骤四中，所述的热辊辊压机包含单辊式、双辊式辊压机，加热方式为直接加热或热油传导加热。
具体实施方式六：具体实施方式一所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，步骤五中，所述的正极活性物质为三元材料或者磷酸铁锂；导电炭黑为导电剂；聚偏氟乙烯为粘接剂；NMP为N-甲基吡咯烷酮。
具体实施方式七：具体实施方式一所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，步骤六中，所述的负极活性物质为人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、钛酸锂或硅负极中的一种或几种混合。
具体实施方式八：具体实施方式一所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，步骤七中，电解液为LiPF6+ EC+ DEC的混合物，其中LiPF6为1mol ，EC：DEC=1：1。
具体实施方式九：具体实施方式一所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，步骤七中，隔膜为聚乙烯或聚丙烯基材的单面或双面涂陶瓷涂胶隔膜。
实施例1~5：
制备涂层浆料：将NMP与DMF溶液按照质量比9:1加入搅拌器中，称取聚偏氟乙烯粉末和按照要求处理过的乙炔黑粉末，乙炔黑粉末的质量比为10%，在搅拌器中搅拌4h后得浆料。
集流体制备：将制得的浆料涂于10微米厚的铝集流体上，烘干，然后用热压机进行热压，具体参数见表1，对热压后的涂层箔采用四探针内阻测试仪测试电阻率，测试结果见图1。
由图1的结果可以看出随热压时间的延长电阻逐渐减小60min以后变化趋于平缓。说明热压处理可以明显降低涂层的电阻。
将实施例1~5的涂层集流体组装成电池：
首先正极采用NCM（523）：SP：PVDF=96：2：2比例与NMP混合制成正极浆料涂在实施例1~5的集流体上，烘干、辊压、冲片待用。
负极采用商品化石墨材料：CMC：SBR=96：2：2比例与去离子水混合制成负极浆料涂在铜集流体上，烘干、辊压、冲片待用。
隔膜采用湿法PE-12μm隔膜 ，电解液采用LiPF6+ EC+ DEC组装成电池进行安全性测试。
针刺测试方法：将电池采用1C恒流恒压充电截止电压4.2v截止电池0.05C 然后用5mm钢钉，速度40mm/s垂直刺穿电池本体测试表面温度并观察是否起火。测试结果见表2：
从表2 的测试结果看出实施例1-5使用含涂层箔的电池均未起火爆炸。
实施例6~10：
按照实施例1~5的相同方法制备涂层浆料。将涂后的集流体烘干经行热压处理，具体参数表3：
同样采用四探针测试涂层电阻，测试结果见图2
由图2测试结果可以看出，压力对于降低电阻无显著影响，增加温度对降低电阻有一定的贡献。
将实施例6~10的涂层集流体组装成电池：
首先正极采用NCM（523）：SP：PVDF=96：2：2比例与NMP混合制成正极浆料涂在实施例1~5的集流体上，烘干、辊压、冲片待用。
负极采用商品化石墨材料：CMC：SBR=96：2：2比例与去离子水混合制成负极浆料涂在铜集流体上，烘干、辊压、冲片待用。
隔膜采用湿法PE-12μm隔膜 ，电解液采用LiPF6+ EC+ DEC组装成电池进行安全性测试。
针刺测试方法：将电池采用1C恒流恒压充电截止电压4.2v截止电池0.05C，然后用5mm钢钉，速度40mm/s垂直刺穿电池本体测试表面温度并观察是否起火。测试结果见表4：
从表4的测试结果看出实施例6~10使用含涂层箔的电池均未起火爆炸。
对比例1~3
制备涂层浆料：将NMP与DMF溶液按照质量比9:1加入搅拌器中，称取聚偏氟乙烯粉末和按照要求处理过的乙炔黑粉末，乙炔黑粉末的质量比为10%，在搅拌器中搅拌4h后得浆料。
集流体制备：将制得的浆料涂于10微米厚的铝集流体上，烘干，然后用热压机进行热压，具体参数见表5，处理后的涂层箔用四探针内阻仪测试。
测试结果见图3：
由图3可以看出对比例1~3未经过热压处理的涂层箔内阻明显比实施例的大很多。说明涂层箔经过热压处理后可以明显降低内阻。
将对比例1~3的涂层集流体制作成电池：
首先正极采用NCM（523）：SP：PVDF=96：2：2比例与NMP混合制成正极浆料涂在对比例1~3的集流体上，烘干、辊压、冲片待用。
负极采用商品化石墨材料：CMC：SBR=96：2：2比例与去离子水混合制成负极浆料涂在铜集流体上，烘干、辊压、冲片待用。
隔膜采用湿法PE-12μm隔膜 ，电解液采用LiPF6+ EC+ DEC组装成电池进行安全性测试。测试结果见表6：
针刺测试方法：将电池采用1C恒流恒压充电截止电压4.2v截止电池0.05C 然后用5mm钢钉，速度40mm/s垂直刺穿电池本体测试表面温度并观察是否起火。
从表6的测试结果看出对比例1~3使用含未经过热压处理涂层箔的电池有出现起火的可能，未发生起火的组别电池表面温度升高的也比较明显，说明未经过热压处理的涂层PTC效应不明显，对电池安全性改善效果有限。
对比例4：
首先正极采用NCM（523）：导电剂：粘结剂=96：2：2比例与NMP混合制成正极浆料涂在不含涂层的10μ铝箔集流体上，烘干、辊压、冲片待用。
负极采用商品化石墨材料：导电剂：粘结剂=96：2：2比例与去离子水混合制成负极浆料涂在铜集流体上，烘干、辊压、冲片待用。
隔膜采用湿法PE-12μm隔膜，电解液采用LiPF6+ EC+ DEC组装成电池进行安全性测试。
针刺测试方法：将电池采用1C恒流恒压充电截止电压4.2v截止电池0.05C 然后用5mm钢钉，速度40mm/s垂直刺穿电池本体测试表面温度并观察是否起火。
测试结果：不含涂层箔制作的电池同样发生起火表面温度超过200℃。
通过以上结果表明使用本发明的经过热压处理的功能涂层集流体制作的电池可以明显提高电池的安全性能。聚合物基体具有PTC 热敏电阻特性，当温度升高到一定温度时，它的电阻随温度的增高呈阶跃性增高，从而起到电池过流或温度过高时的保护作用。而热压工艺处理的目的在于一定的压力和温度的共同作用下可以使有机涂层内部的孔结构收缩消失，最终形成无孔洞结构的致密体。消除内部孔结构的对电性能的影响并且明显降低涂层的内阻。

Claims (10)

1.一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述的方法具体包括以下步骤：
步骤一、导电填料的预处理：称取导电填料用丙酮浸泡，用搅拌机低速搅拌4h，所述的低速指线速度为1~6m/s，然后用去离子水洗涤去除表面的有机杂质，然后用80℃真空烤箱烘干4~8 h待用；
步骤二、制备功能涂层浆料：称取NMP和DMF的混合溶液，其中，DMF的质量比为0.5%-10%，称取高分子基体材料粉末和步骤一中得到的导电填料，将混合溶液、高分子基体材料粉末和导电填料加入到高速分散机中搅拌，搅拌速度为2000rpm/min，搅拌时间为4h，即制备得到功能涂层浆料，其中，浆料中固含量为8%~20%，导电填料占总固体的质量分数控制在5%~15%之间；
步骤三、集流体的涂覆：将制备好的功能涂层浆料利用涂布机采用凹版印刷或喷涂的方式在正极集流体和负极集流体进行双面涂覆，并过涂布机的烘箱干燥，烘干温度为100~120℃，双面涂层厚度控制在0.5~5μm；
步骤四、将步骤三中涂覆好的正负极集流体分别过热辊辊压机进行热压处理，热辊辊压机压力为10T~30T，热辊辊压机温度为60~180℃，热压处理时间为10min-150min；
步骤五、制备正极极片：将正极活性物质、导电炭黑和聚偏氟乙烯按照96：2：2的质量比加入到搅拌罐中，并且加入NMP溶剂配成正极浆料，正极浆料固含量为70%~75%，并且利用涂布机涂覆到步骤四制备的含涂层的正极集流体上，在120℃温度下烘干8h，即得到正极极片；
步骤六、制备负极极片：将负极活性物质、导电剂和粘结剂按照96：2：2的质量比加入到搅拌罐中，并且加入去离子水配成负极浆料，负极浆料固含量为40%~45%，并且利用涂布机涂覆到步骤四制备的含涂层的负极集流体上，在100℃温度下烘干8 h，即得到负极极片；
步骤七、组装电池：将步骤五制备得到的正极极片和步骤六制备得到的负极极片按照一定的尺寸裁切，将正极极片、负极极片、隔膜按照隔膜、负极极片、正极极片、隔膜的顺序堆叠，采用铝塑膜封装，在-0.08MPa的真空状态下，于85℃烘烤48h去除水分，注入电解液，对电池进行化成，即得到锂离子电池。
2.根据权利要求1所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述的导电填料为炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电纤维、碳纳米管、石墨烯或鳞片石墨中的一种或几种混合。
3.根据权利要求1所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述的高分子基体材料为聚乙烯、聚偏氟乙烯、ABS 树脂、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、环氧树脂或UHMWPE中的一种或几种混合。
4.根据权利要求1所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述的正极集流体为铝箔或不锈钢箔，厚度为8~20μm；负极集流体为铜箔或不锈钢箔，厚度为4~15μm。
5.根据权利要求1所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤四中，所述的热辊辊压机包含单辊式、双辊式辊压机，加热方式为直接加热或热油传导加热。
6.根据权利要求1所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤五中，所述的正极活性物质为三元材料或者磷酸铁锂。
7.根据权利要求1所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤六中，所述的负极活性物质为人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、钛酸锂或硅负极中的一种或几种混合。
8.根据权利要求1所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤七中，电解液为LiPF6+ EC+ DEC的混合物，其中，LiPF6为1mol，EC：DEC=1：1。
9.根据权利要求1所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤七中，隔膜为聚乙烯或聚丙烯基材的单面或双面涂陶瓷涂胶隔膜。
10.根据权利要求1所述的一种含有PTC效应集流体的锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤七中，所述的正极极片长×宽×高为45mm×45mm×60mm；负极极片长×宽×高为46mm×46mm×60mm；隔膜长×宽×高为48mm×48mm×63mm。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110137426A (zh) * 2019-05-25 2019-08-16 珠海冠宇电池有限公司 一种含有ptc涂层极片的制备方法及锂离子电池
CN110380006A (zh) * 2019-06-05 2019-10-25 江西力能新能源科技有限公司 一种含ptc涂层的锂离子电池极片的制备方法
CN110444817A (zh) * 2019-07-02 2019-11-12 萨姆蒂萨（天津）数据信息技术有限公司 一种锂电池
CN110890521A (zh) * 2019-11-13 2020-03-17 星恒电源股份有限公司 一种高能量高安全性能锂离子电池
CN111048735A (zh) * 2019-12-28 2020-04-21 横店集团东磁股份有限公司 一种自控温-限流锂离子电池极片及其制备方法和用途
CN112072216A (zh) * 2020-09-18 2020-12-11 江西理工大学 一种低温锂离子电池用加热膜及其制备方法和应用
CN112242520A (zh) * 2019-07-17 2021-01-19 珠海冠宇电池股份有限公司 一种基于多枝杈结构的石墨烯微球的ptc材料及其制备方法和应用
CN112825277A (zh) * 2019-11-20 2021-05-21 珠海冠宇电池股份有限公司 一种聚合物基正温度系数热敏电阻复合材料及其制备方法和应用
CN113036209A (zh) * 2021-03-01 2021-06-25 刘迪 一种高倍率聚合物锂电池及加工方法
CN113725555A (zh) * 2021-09-28 2021-11-30 星恒电源(滁州)有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
CN114267821A (zh) * 2021-12-22 2022-04-01 西安瑟福能源科技有限公司 一种高安全锂离子电池用正极极片及其制备方法和应用
CN114583412A (zh) * 2020-12-02 2022-06-03 珠海冠宇电池股份有限公司 一种负极极片及包括该负极极片的锂离子电池
CN114864955A (zh) * 2022-05-31 2022-08-05 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种复合集流体、制备方法及其制得的电极和电池
CN115020655A (zh) * 2022-07-07 2022-09-06 贵州航盛锂能科技有限公司 钠离子电池负极材料及其制备方法
WO2023109363A1 (zh) * 2021-12-15 2023-06-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置
WO2023151400A1 (zh) * 2022-02-10 2023-08-17 中国第一汽车股份有限公司 一种复合集流体、制备方法及锂离子电池

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103187555A (zh) * 2011-12-30 2013-07-03 万向电动汽车有限公司 一种锂离子动力电池正极极片的制作方法及采用该正极极片的锂离子动力电池
CN103956499A (zh) * 2014-04-15 2014-07-30 洛阳月星新能源科技有限公司 一种用于锂离子电池中正极集流体的安全涂层制备方法
CN104253283A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 苏州宝时得电动工具有限公司 电池
CN104409681A (zh) * 2014-11-19 2015-03-11 上海航天电源技术有限责任公司 一种含ptc涂层的锂离子电池极片的制备方法
CN104821403A (zh) * 2015-03-17 2015-08-05 江苏乐能电池股份有限公司 一种锂离子电池的制备方法
CN105470523A (zh) * 2015-01-16 2016-04-06 万向A一二三系统有限公司 一种高安全性能锂离子动力电池
CN107565137A (zh) * 2017-07-03 2018-01-09 北京卫蓝新能源科技有限公司 一种集流体及含有该集流体的极片、固态电池
CN108199005A (zh) * 2018-01-03 2018-06-22 浙江衡远新能源科技有限公司 一种电池极片的碾压方法及设备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103187555A (zh) * 2011-12-30 2013-07-03 万向电动汽车有限公司 一种锂离子动力电池正极极片的制作方法及采用该正极极片的锂离子动力电池
CN104253283A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 苏州宝时得电动工具有限公司 电池
CN103956499A (zh) * 2014-04-15 2014-07-30 洛阳月星新能源科技有限公司 一种用于锂离子电池中正极集流体的安全涂层制备方法
CN104409681A (zh) * 2014-11-19 2015-03-11 上海航天电源技术有限责任公司 一种含ptc涂层的锂离子电池极片的制备方法
CN105470523A (zh) * 2015-01-16 2016-04-06 万向A一二三系统有限公司 一种高安全性能锂离子动力电池
CN104821403A (zh) * 2015-03-17 2015-08-05 江苏乐能电池股份有限公司 一种锂离子电池的制备方法
CN107565137A (zh) * 2017-07-03 2018-01-09 北京卫蓝新能源科技有限公司 一种集流体及含有该集流体的极片、固态电池
CN108199005A (zh) * 2018-01-03 2018-06-22 浙江衡远新能源科技有限公司 一种电池极片的碾压方法及设备

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110137426A (zh) * 2019-05-25 2019-08-16 珠海冠宇电池有限公司 一种含有ptc涂层极片的制备方法及锂离子电池
CN110380006A (zh) * 2019-06-05 2019-10-25 江西力能新能源科技有限公司 一种含ptc涂层的锂离子电池极片的制备方法
CN110444817A (zh) * 2019-07-02 2019-11-12 萨姆蒂萨（天津）数据信息技术有限公司 一种锂电池
CN110444817B (zh) * 2019-07-02 2024-04-26 萨姆蒂萨集成设备设计(邢台)有限公司 一种锂电池
CN112242520A (zh) * 2019-07-17 2021-01-19 珠海冠宇电池股份有限公司 一种基于多枝杈结构的石墨烯微球的ptc材料及其制备方法和应用
CN110890521A (zh) * 2019-11-13 2020-03-17 星恒电源股份有限公司 一种高能量高安全性能锂离子电池
CN110890521B (zh) * 2019-11-13 2022-04-01 星恒电源股份有限公司 一种高能量高安全性能锂离子电池
CN112825277A (zh) * 2019-11-20 2021-05-21 珠海冠宇电池股份有限公司 一种聚合物基正温度系数热敏电阻复合材料及其制备方法和应用
CN112825277B (zh) * 2019-11-20 2023-02-03 珠海冠宇电池股份有限公司 一种聚合物基正温度系数热敏电阻复合材料及其制备方法和应用
CN111048735A (zh) * 2019-12-28 2020-04-21 横店集团东磁股份有限公司 一种自控温-限流锂离子电池极片及其制备方法和用途
CN112072216A (zh) * 2020-09-18 2020-12-11 江西理工大学 一种低温锂离子电池用加热膜及其制备方法和应用
CN112072216B (zh) * 2020-09-18 2021-11-23 江西理工大学 一种低温锂离子电池用加热膜及其制备方法和应用
CN114583412A (zh) * 2020-12-02 2022-06-03 珠海冠宇电池股份有限公司 一种负极极片及包括该负极极片的锂离子电池
CN113036209A (zh) * 2021-03-01 2021-06-25 刘迪 一种高倍率聚合物锂电池及加工方法
CN113725555A (zh) * 2021-09-28 2021-11-30 星恒电源(滁州)有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
CN113725555B (zh) * 2021-09-28 2023-03-10 星恒电源(滁州)有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
WO2023109363A1 (zh) * 2021-12-15 2023-06-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置
CN114267821A (zh) * 2021-12-22 2022-04-01 西安瑟福能源科技有限公司 一种高安全锂离子电池用正极极片及其制备方法和应用
CN114267821B (zh) * 2021-12-22 2024-05-24 西安瑟福能源科技有限公司 一种高安全锂离子电池用正极极片及其制备方法和应用
WO2023151400A1 (zh) * 2022-02-10 2023-08-17 中国第一汽车股份有限公司 一种复合集流体、制备方法及锂离子电池
CN114864955A (zh) * 2022-05-31 2022-08-05 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种复合集流体、制备方法及其制得的电极和电池
CN115020655A (zh) * 2022-07-07 2022-09-06 贵州航盛锂能科技有限公司 钠离子电池负极材料及其制备方法
CN115020655B (zh) * 2022-07-07 2024-04-16 贵州航盛锂能科技有限公司 钠离子电池负极材料及其制备方法

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