CN109119680B - 一种高能量密度锂离子电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高能量密度的锂离子电池的制备方法。它包括以下步骤：A、使用低玻璃温度丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶制作负极片；B、采用湿法隔膜并预涂覆亚克力胶水，C、在温度为70‑90℃，压强为0.2‑0.5MPa的环境下，经过时间为20‑60分钟加压制作电芯；D、对电池进行注液，在电池注液后，经过陈化45‑55℃的温度，70‑75小时的陈化时间使电解液与亚克力胶水充分结合。采用上述的方法后，制作电芯过程中合理控制各项参数确保了电池上下左右压力均匀，压后电池具有类似固体电解质锂离子电池相当硬度，由此大大提高了电池高温存储性能、高温循环性能、低温充电性能，其铁锂电池能量密度提高至约170wh/kg，无一般固体电解质的高内阻和倍率差的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种高能量密度的锂离子电池的制备方法，属于锂离子电池技术领域。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，随着锂离子电池技术的发展，其应用也越来越广泛，然而，现有的锂离子电池由于其制备方法不尽合理，通常存在以下缺陷，一方面，电池高温存储性能和高温循环性能都比较低，另外一方面，低温充电性能也很低，再一方面，还存在固体电解质的高内阻和倍率差的缺陷，电池能量密度非常低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种不但电池高温存储性能和高温循环性能高，而且低温充电性能和电池能量密度高的高能量密度锂离子电池的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明的高能量密度的锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
A、使用低玻璃温度丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶制作负极片；
B、采用湿法隔膜并预涂覆亚克力胶水，
C、在温度为70-90℃，压强为0.2-0.5MPa的环境下，经过时间为20-60分钟加压制作电芯；
D、对电池进行注液，在电池注液后，经过陈化45-55℃的温度， 70-75小时的陈化时间使电解液与亚克力胶水充分结合。
所述丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶的玻璃化温度-15~-25℃。
所述丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶为海藻类生物用丙烯酸改性合成。
所述负极片使用10μm、8μm或6μm的铜箔制成。
所述隔膜的厚度为16μm、20μm或25μm。
所述预涂亚克力胶水为胶水含量为1%-3%的亚克力胶的水溶液。
采用上述的方法后，负极使用特殊的低玻璃化温度的丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶，并采用湿法隔膜预涂覆亚克力胶水，制作电芯过程中合理控制各项参数确保了电池上下左右压力均匀，压后电池具有类似固体电解质锂离子电池相当硬度，由此大大提高了电池高温存储性能、高温循环性能、低温充电性能，其铁锂电池能量密度提高至约170wh/kg，无一般固体电解质的高内阻和倍率差的缺陷。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的高能量密度锂离子电池的制备方法作进一步详细说明。
实施例一：
本实施例的高能量密度锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
A、使用低玻璃温度丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶制作负极片，丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶的比例约2%，制作时，负极片使用10μm的铜箔制成，制作过程无明显特殊制作不良发生，如褶皱、断裂等；
其中，丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶的玻璃化温度-15℃，所说的丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶优选海藻类生物用丙烯酸改性合成，具体制作方法如下：
先将丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶在去离子水中溶解，然后加入负极粒度15微米左右石墨、碳黑导电剂、调节搅拌，并加去离子水至固含量约43%，粘度为2500；
B、采用湿法隔膜并预涂覆亚克力胶水，隔膜的厚度为16μm；所说的预涂亚克力胶水为胶水含量为1%的亚克力胶的水溶液；另外，所说的胶水预涂覆类同很多隔膜生产厂家涂覆陶瓷层，通常为小型涂布机涂覆并烘干，温度一般≤100℃，速度≤30m/分钟；
C、在温度为70℃，压强为0.2MPa的环境下，换算后单个电芯压力为1500-2500kgf，经过时间为20分钟加压制作电芯，加压制作电芯过程中，确保电池上下左右压力均匀，压后电池具有类似固体电解质锂离子电池相当硬度；
D、对电池进行注液，在电池注液后，经过陈化45℃的温度， 70小时的陈化时间使电解液与亚克力胶水充分结合。
实施例二：
本发明的高能量密度锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
A、使用低玻璃温度丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶制作负极片，丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶的比例约3%，制作时，负极片使用8μm的铜箔制成，制作过程无明显特殊制作不良发生，如褶皱、断裂等；
其中，丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶的玻璃化温度-20℃，所说的丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶优选海藻类生物用丙烯酸改性合成，具体制作方法如下：
先将丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶在去离子水中溶解，然后加入负极粒度15微米左右石墨、碳黑导电剂、调节搅拌，并加去离子水至固含量约43%，粘度为2500；
B、采用湿法隔膜并预涂覆亚克力胶水，隔膜的厚度为20μm；所说的预涂亚克力胶水为胶水含量为2%的亚克力胶的水溶液；另外，所说的胶水预涂覆类同很多隔膜生产厂家涂覆陶瓷层，通常为小型涂布机涂覆并烘干，温度一般≤100℃，速度≤30m/分钟；
C、在温度为80℃，压强为0.3MPa的环境下，换算单个电芯压力为2000kgf，经过时间为40分钟加压制作成均一硬度电芯，加压制作电芯过程中，确保电池上下左右压力均匀，压后电池具有类似固体电解质锂离子电池相当硬度；该步骤中，温度和时间必须协同处理，温度高时可适当减少时间，温度低时适当增加时间，以电池压硬的效果为准；
D、对电池进行注液，在电池注液后，经过陈化50℃的温度， 72小时的陈化时间使电解液与亚克力胶水充分结合，以保证电解液充分与亚克力胶充分结合；经过实践证明，采用该实施例制作的的锂离子电池，其性能最佳。
实施例三：
本发明的高能量密度锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
A、使用低玻璃温度丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶制作负极片，丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶的比例约2%-5%，制作时，负极片使用6μm的铜箔制成，制作过程无明显特殊制作不良发生，如褶皱、断裂等；
其中，丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶的玻璃化温度25℃，所说的丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶优选海藻类生物用丙烯酸改性合成，具体制作方法如下：
先将丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶在去离子水中溶解，然后加入负极粒度15微米左右石墨、碳黑导电剂、调节搅拌，并加去离子水至固含量约43%，粘度为2500；
B、采用湿法隔膜并预涂覆亚克力胶水，隔膜的厚度为25μm；所说的预涂亚克力胶水为胶水含量为3%的亚克力胶的水溶液；另外，所说的胶水预涂覆类同很多隔膜生产厂家涂覆陶瓷层，通常为小型涂布机涂覆并烘干，温度一般≤100℃，速度≤30m/分钟；
C、在温度为90℃，压强为0.5MPa的环境下，换算单个电芯压力为2500kgf，经过时间为60分钟加压制作电芯，加压制作电芯过程中，确保电池上下左右压力均匀，压后电池具有类似固体电解质锂离子电池相当硬度；
D、对电池进行注液，在电池注液后，经过陈化55℃的温度，75小时的陈化时间使电解液与亚克力胶水充分结合。
Claims (4)
1.一种高能量密度的锂离子电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、使用低玻璃温度丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶制作负极片，所述丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶的玻璃化温度-15~-25℃；
B、采用湿法隔膜并预涂覆亚克力胶水，所述预涂覆亚克力胶水为胶水含量为1%-3%的亚克力胶的水溶液；
C、在温度为70-90℃，压强为0.2-0.5MPa的环境下，经过时间为20-60分钟加压制作电芯，温度和时间必须协同处理，温度高时适当减少时间，温度低时适当增加时间，以电池压硬的效果为准；
D、对电池进行注液，在电池注液后，经过陈化45-55℃的温度， 70-75小时的陈化时间使电解液与亚克力胶水充分结合。
2.按照权利要求1所述的高能量密度的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述丙烯酸改性壳聚糖衍生物胶为海藻类生物用丙烯酸改性合成。
3.按照权利要求1或2所述的高能量密度的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述负极片使用10μm、8μm或6μm的铜箔制成。
4.按照权利要求3所述的高能量密度的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述隔膜的厚度为16μm、20μm或25μm。
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