CN111584809A - 一种锂离子电池卷芯用浆料及其制备方法和涂胶工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池卷芯用浆料，由以下重量百分比的原料制成：丙酮60％～70％、氮甲基丙咯烷酮5％～15％、聚偏氟乙烯1.5％～3％、陶瓷氧化铝10％～20％和丁苯橡胶1％～5％；制备方法：(1)称取各原料；(2)在丙酮中加入氮甲基丙咯烷酮，搅拌；(3)加入聚偏氟乙烯，搅拌，刮桨，搅拌；(4)加入陶瓷氧化铝粉末，搅拌；(5)加入丁苯橡胶，搅拌；(6)研磨，过滤，即得；涂胶工艺：(1)将浆料放入托盘内；(2)将卷芯放入托盘内，用浆料浸润卷芯；(3)将卷芯取出，放入烤箱烘烤，自然冷却，即得涂胶后的锂离子电池卷芯。本发明浆料能有效增加隔膜自身强度，改善隔膜在高温环境下的收缩比例，增加隔膜与电芯接触面的粘结性以及电池硬度。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，更具体的说是涉及一种锂离子电池卷芯用浆料及其制备方法和涂胶工艺。
背景技术
锂离子电池具有工作温度范围宽、放电电压平稳、自放电率低和使用寿命长等优点，已被广泛应用于各种领域，特别是航天航空、军事、长寿仪器仪表、物流追踪、汽车电子、移动数码产品等领域。近年来，随着科技不断发展，电子设备的功能不断升级，因此对锂离子电池的制作工艺提出了更高的要求，并已成为电池行业的重点研究方向。
在锂离子电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。
现有技术中的隔膜设计往往由于技术不够成熟，锂离子电池在长时间使用或高温使用的情况下，电池内部的温度大幅度上升，而隔膜温度较高后会产生收缩，从而导致隔膜丧失隔绝效果，锂离子电池正负极内部容易发生短路，温度会更加快速地上升，最终导致锂离子电池爆炸。
因此，如何让隔膜在高温的极端环境下收缩比例减小，提高锂离子电池的高温安全性是目前亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种锂离子电池卷芯用浆料及其制备方法和涂胶工艺，本发明浆料能有效增加隔膜自身强度，改善隔膜在高温环境下的收缩比例，增加隔膜与电芯接触面的粘结性以及电池硬度。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种锂离子电池卷芯用浆料，由以下重量百分比的原料制成：丙酮60％～70％、氮甲基丙咯烷酮(NMP)5％～15％、聚偏氟乙烯(PVDF)1.5％～3％、陶瓷氧化铝粉末(氧化铝)10％～20％和丁苯橡胶(SBR)1％～5％；
优选为：丙酮70％、氮甲基丙咯烷酮(NMP)15％、聚偏氟乙烯(PVDF)3％、陶瓷氧化铝粉末(氧化铝)10％和丁苯橡胶(SBR)2％。
本发明浆料的有益效果在于：丙酮和NMP主要起到溶解PVDF的作用，PVDF和SBR主要起粘结陶瓷氧化铝粉末的作用
一种锂离子电池卷芯用浆料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述锂离子电池卷芯用浆料的重量百分比称取各原料；
(2)在丙酮中加入氮甲基丙咯烷酮，以公转20～50rpm(优选为30rpm)的速度搅拌20～60min(优选为25min)，得到混合溶剂；
(3)向混合溶剂中加入聚偏氟乙烯，以公转20～50rpm(优选为35rpm)、分散1000～2000rpm(优选为1500rpm)的速度搅拌15～20min(优选为15min)，然后刮桨，再以公转20～50rpm(优选为35rpm)、分散1500～2000rpm(优选为2000rpm)的速度搅拌105～150min(优选为105min)，然后开罐测试浆料粘度和固含量，粘度为500～1000Pa·s，固含量≥3％即为测试合格，得到浆料A；
(4)向浆料A中加入陶瓷氧化铝粉末，以公转20～50rpm(优选为35rpm)、分散1500～2000rpm(优选为2000rpm)的速度搅拌100～120min(优选为120min)，然后开罐测试浆料粘度和固含量，粘度≥1000pa·s，固含≥10％即为测试合格，得到浆料B；
(5)向浆料B中加入丁苯橡胶，以公转20～50rpm(优选为30min)的速度搅拌45～90min(优选为45min)，得到浆料C；
(6)将浆料C研磨20～60min(优选为20min)，通过目数为300目的筛网过滤，即得锂离子电池卷芯用浆料。
本发明制备方法的有益效果在于，本发明工艺制备的浆料均匀细腻，浆料不团聚，内部电荷分布均匀，不易沉淀，加工性能好，更适合本发明的涂胶工艺。
一种锂离子电池卷芯用浆料的涂胶工艺，具体包括以下步骤：
(1)将上述制备方法制得的锂离子电池卷芯用浆料放入托盘内；
(2)将卷芯按照极耳朝上的方向放入装有浆料的托盘内，用浆料浸润卷芯；
(3)将浆料浸润后的卷芯取出，放入烤箱烘烤，自然冷却，即得涂胶后的锂离子电池卷芯。
本发明涂胶工艺的有益效果在于，本方案使用的是电芯局部浸涂工艺，操作简单，涂胶后可将电芯完全包覆，绝缘性能好。
进一步，上述步骤(1)中，托盘内浆料的深度不超过4.5mm。
采用上述进一步的有益效果在于，浆料深度设计为0～4.5mm，一方面要确保料槽中有料，保证能浸涂到卷芯，另一方面为了控制浆料不要把电芯其它部分涂太多的浆料，以免影响电池容量同时增加烘烤的时间；
进一步，上述步骤(2)中，浸润时间为1～3min，优选为1min。
采用上述进一步的有益效果在于，根据毛细效应，浸润时间过短达不到效果，时间过长又会造成电池容量损失。
进一步，上述步骤(3)中，烘烤的温度为80～90℃，优选为85℃；时间为30～60min(优选为60min)。
采用上述进一步的有益效果在于，电芯中隔膜耐受最高温度为95℃，温度太高会造成隔膜内部结构的破坏，温度太低起不到烘烤的效果；烘烤时间过短达不到烘烤的效果，烘烤时间过长会引起极片脆片，并且还会造成时间的浪费。
本发明还请求保护一种上述锂离子电池卷芯用浆料在制备锂离子电池卷芯中的应用。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明浆料以丙酮和氮甲基丙咯烷酮作为混合溶剂，不但能使聚偏氟乙烯更有效地溶解，而且两种溶剂在高温下挥发性能加剧，能使浆料干燥更快，从而有助于陶瓷氧化铝粉末更好地附着于隔膜和极片上；
2、本发明浆料能固化卷芯底部隔膜，增加隔膜强度，聚偏氟乙烯胶能粘住底部极片边缘，防止毛刺击穿隔膜造成短路，隔膜固化后电池在工作状态下处于极端的高温环境内，隔膜的收缩比率会大幅度降低，电池内部就不会因为隔膜收缩而造成内部短路，不仅提高了锂离子电池的安全性，还延长了锂离子电池的使用寿命。
具体实施方式
下面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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中，需要注意：
①丙酮和氮甲基丙咯烷酮两种溶液均为腐蚀性液体且具有较强挥发性，在作业时需要佩戴好口罩、手套、护目镜等劳保用品；
②配料时要保持车间通风性；
③本发明浆料为油性浆料，在搅拌过程中全程都需开启循环水进行冷却，以免搅拌过程中浆料发热导致浆料报废。
实施例1
锂离子电池卷芯用浆料，由以下重量的原料制成：丙酮700g、氮甲基丙咯烷酮150g、聚偏氟乙烯30g、陶瓷氧化铝粉末100g和丁苯橡胶20g。
制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述锂离子电池卷芯用浆料的重量称取各原料；
(2)在清洗好的配料罐内加入丙酮，再加入氮甲基丙咯烷酮，密封配料罐，启动设备，以公转20rpm的速度搅拌25min，得到混合溶剂；
(3)向混合溶剂中加入聚偏氟乙烯(粉料)，将粉料均匀撒在混合溶剂表面(粉料分子较轻加料时要避免扬尘)，密封配料罐，以公转35rpm、分散1500rpm的速度搅拌15min，然后打开配料罐进行刮桨，将附着在搅拌桨上及罐壁上的粉料清理下来，刮桨后再以公转35rpm、分散2000rpm的速度搅拌105min，然后开罐测试浆料粘度和固含量，粘度为800Pa·s，固含量≥2.5％，测试合格，得到浆料A；
(4)向浆料A中加入陶瓷氧化铝粉末(粉料)，以公转35rpm、分散2000rpm的速度搅拌120min，然后开罐测试浆料粘度和固含量，粘度1200pa·s，固含≥17％，测试合格，得到浆料B；
(5)向浆料B中加入丁苯橡胶，以公转20rpm的速度搅拌45min，出料，得到浆料C；
(6)将浆料C加入研磨机的加料口，开启研磨机，循环研磨20min(进一步细化陶瓷氧化铝粉料)，研磨时开启循环水对机器进行自然冷却(研磨时会产生大量热能)，然后将研磨好的浆料卸出，通过目数为300目的筛网过滤，即得锂离子电池卷芯用浆料。
锂离子电池卷芯用浆料的涂胶工艺，具体包括以下步骤：
(1)将上述原料和制备方法制得的锂离子电池卷芯用浆料放入不锈钢托盘内，浆料深度4.5mm；
(2)将卷绕好的锂离子电池卷芯按照极耳朝上的方向放入装有浆料的托盘内，让电芯底部浸润浆料1min；
(3)将浸润浆料后的锂离子电池卷芯取出放入干净无杂质的不锈钢托盘内，再放入烤箱85℃烘烤60min，自然冷却，即得。
实施例2
锂离子电池卷芯用浆料，由以下重量的原料制成：丙酮600g、氮甲基丙咯烷酮150g、聚偏氟乙烯20g、陶瓷氧化铝粉末200g和丁苯橡胶30g。
制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述锂离子电池卷芯用浆料的重量称取各原料；
(2)在清洗好的配料罐内加入丙酮，再加入氮甲基丙咯烷酮，密封配料罐，启动设备，以公转20rpm的速度搅拌60min，得到混合溶剂；
(3)向混合溶剂中加入聚偏氟乙烯(粉料)，将粉料均匀撒在混合溶剂表面(粉料分子较轻加料时要避免扬尘)，密封配料罐，以公转20rpm、分散1000rpm的速度搅拌20min，然后打开配料罐进行刮桨，将附着在搅拌桨上及罐壁上的粉料清理下来，刮桨后再以公转20rpm、分散1500rpm的速度搅拌150min，然后开罐测试浆料粘度和固含量，粘度为800Pa·s，固含量≥2.5％，测试合格，得到浆料A；
(4)向浆料A中加入陶瓷氧化铝粉末(粉料)，以公转20rpm、分散1500rpm的速度搅拌120min，然后开罐测试浆料粘度和固含量，粘度1200pa·s，固含≥17％，测试合格，得到浆料B；
(5)向浆料B中加入丁苯橡胶，以公转20rpm的速度搅拌90min，出料，得到浆料C；
(6)将浆料C加入研磨机的加料口，开启研磨机，循环研磨60min(进一步细化陶瓷氧化铝粉料)，研磨时开启循环水对机器进行自然冷却(研磨时会产生大量热能)，然后将研磨好的浆料卸出，通过目数为300目的筛网过滤，即得锂离子电池卷芯用浆料。
锂离子电池卷芯用浆料的涂胶工艺，具体包括以下步骤：
(1)将上述原料和制备方法制得的锂离子电池卷芯用浆料放入不锈钢托盘内，浆料深度4.5mm；
(2)将卷绕好的锂离子电池卷芯按照极耳朝上的方向放入装有浆料的托盘内，让电芯底部浸润浆料3min；
(3)将浸润浆料后的锂离子电池卷芯取出放入干净无杂质的不锈钢托盘内，再放入烤箱90℃烘烤30min，自然冷却，即得。
实施例3
锂离子电池卷芯用浆料，由以下重量的原料制成：丙酮650g、氮甲基丙咯烷酮130g、聚偏氟乙烯25g、陶瓷氧化铝粉末170g和丁苯橡胶25g。
制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述锂离子电池卷芯用浆料的重量称取各原料；
(2)在清洗好的配料罐内加入丙酮，再加入氮甲基丙咯烷酮，密封配料罐，启动设备，以公转50rpm的速度搅拌20min，得到混合溶剂；
(3)向混合溶剂中加入聚偏氟乙烯(粉料)，将粉料均匀撒在混合溶剂表面(粉料分子较轻加料时要避免扬尘)，密封配料罐，以公转50rpm、分散2000rpm的速度搅拌15min，然后打开配料罐进行刮桨，将附着在搅拌桨上及罐壁上的粉料清理下来，刮桨后再以公转50rpm、分散1500rpm的速度搅拌105min，然后开罐测试浆料粘度和固含量，粘度为800Pa·s，固含量≥2.5％，测试合格，得到浆料A；
(4)向浆料A中加入陶瓷氧化铝粉末(粉料)，以公转50rpm、分散1500rpm的速度搅拌100min，然后开罐测试浆料粘度和固含量，粘度1200pa·s，固含≥17％，测试合格，得到浆料B；
(5)向浆料B中加入丁苯橡胶，以公转50rpm的速度搅拌45min，出料，得到浆料C；
(6)将浆料C加入研磨机的加料口，开启研磨机，循环研磨20min(进一步细化陶瓷氧化铝粉料)，研磨时开启循环水对机器进行自然冷却(研磨时会产生大量热能)，然后将研磨好的浆料卸出，通过目数为300目的筛网过滤，即得锂离子电池卷芯用浆料。
锂离子电池卷芯用浆料的涂胶工艺，具体包括以下步骤：
(1)将上述原料和制备方法制得的锂离子电池卷芯用浆料放入不锈钢托盘内，浆料深度4.5mm；
(2)将卷绕好的锂离子电池卷芯按照极耳朝上的方向放入装有浆料的托盘内，让电芯底部浸润浆料3min；
(3)将浸润浆料后的锂离子电池卷芯取出放入干净无杂质的不锈钢托盘内，再放入烤箱80℃烘烤60min，自然冷却，即得。
性能测试
取实施例1～3制得的锂离子电池卷芯，并以未经过浆料浸润的锂离子电池卷芯(原料配比及其它步骤同实施例1)作为对比例，进行典型短路测试：压力0.3MPa,每次压8pcs，测电芯短路的电压100V，电流1A，分别测试电池隔膜底部的100℃收缩率、120℃收缩率、130℃收缩率和卷芯短路测试一次合格率，结果如表1所示。
表1实施例1和对比例锂离子电池卷芯测试结果
由表1可知，与未经过浆料浸润的锂离子电池卷芯相比，本发明实施例1制得的锂离子电池卷芯的100℃收缩率、120℃收缩率、130℃收缩率均相对较低，且卷芯短路测试一次合格率较高。
以上试验说明，本发明浆料能有效增加隔膜自身强度，改善隔膜在高温环境下的收缩比例，增加隔膜与电芯接触面的粘结性以及电池硬度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种锂离子电池卷芯用浆料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：丙酮60％～70％、氮甲基丙咯烷酮5％～15％、聚偏氟乙烯1.5％～3％、陶瓷氧化铝10％～20％和丁苯橡胶1％～5％。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池卷芯用浆料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：丙酮70％、氮甲基丙咯烷酮15％、聚偏氟乙烯3％、陶瓷氧化铝粉末10％和丁苯橡胶2％。
3.一种锂离子电池卷芯用浆料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)按权利要求1或2所述锂离子电池卷芯用浆料的重量百分比称取各原料；
(2)在丙酮中加入氮甲基丙咯烷酮，以公转20～50rpm的速度搅拌20～60min，得到混合溶剂；
(3)向混合溶剂中加入聚偏氟乙烯，以公转20～50rpm、分散1000～2000rpm的速度搅拌15～20min，然后刮桨，再以公转20～50rpm、分散1500～2000rpm的速度搅拌105～150min，得到浆料A；
(4)向浆料A中加入陶瓷氧化铝，以公转20～50rpm、分散1500～2000rpm的速度搅拌100～120min，得到浆料B；
(5)向浆料B中加入丁苯橡胶，以公转20～50rpm的速度搅拌45～90min，得到浆料C；
(6)将浆料C进行研磨，过滤，即得所述锂离子电池卷芯用浆料。
4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池卷芯用浆料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述研磨时间为20～60min。
5.根据权利要求3所述的一种锂离子电池卷芯用浆料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述过滤的筛网目数为300目。
6.一种锂离子电池卷芯用浆料的涂胶工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将权利要求3～5任一项所述制备方法制得的锂离子电池卷芯用浆料放入托盘内；
(2)将卷芯按照极耳朝上的方向放入装有浆料的托盘内，用浆料浸润卷芯；
(3)将浆料浸润后的卷芯取出，放入烤箱烘烤，冷却，即得涂胶后的锂离子电池卷芯。
7.根据权利要求6所述的一种锂离子电池卷芯用浆料的涂胶工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述托盘内浆料的深度不超过4.5mm。
8.根据权利要求6所述的一种锂离子电池卷芯用浆料的涂胶工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述浸润时间为1～3min。
9.根据权利要求6所述的一种锂离子电池卷芯用浆料的涂胶工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述烘烤的温度为80～90℃，时间为30～60min。
10.根据权利要求6所述的一种锂离子电池卷芯用浆料的涂胶工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述冷却为自然冷却。
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Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005317345A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JP2005332766A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マンガン乾電池およびその製造方法 |
| EP1659648A1 (en) * | 2004-11-22 | 2006-05-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Electrochemical cell structure |
| JP2010205545A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Ntt Facilities Inc | リチウムイオン電池 |
| JP2011082155A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-04-21 | Teijin Ltd | 非水系電解質電池の製造方法、非水系電解質電池の製造に用いる巻芯 |
| EP2413414A2 (de) * | 2010-07-27 | 2012-02-01 | ads-tec GmbH | Pouchzelle mit Ableitern |
| CN202772233U (zh) * | 2012-09-10 | 2013-03-06 | 沈道付 | 陶瓷锂离子电池 |
| CN103515563A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-15 | 杨海燕 | 一种高安全性锂离子电池用陶瓷隔膜的制作方法 |
| KR20140070219A (ko) * | 2012-11-30 | 2014-06-10 | 주식회사 엘지화학 | 세퍼레이터 및 이를 구비하는 전기화학소자 |
| CN104916802A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-09-16 | 厦门大学 | 一种复合隔膜及其应用 |
| CN105336903A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-17 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 一种收卷锂电池隔膜的纸卷芯预处理方法 |
| CN106531941A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-03-22 | 天津理工大学 | 一种锂电池隔膜用陶瓷浆料及其制备和应用方法 |
| CN109037795A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-18 | 珠海光宇电池有限公司 | 一种新型电芯及其制备方法 |
| CN109742292A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-05-10 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种无机隔膜型锂离子电池的制备方法、电芯及锂离子电池 |
| CN110224098A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-09-10 | 合肥众禾动力新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池卷芯 |
| CN110416632A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-11-05 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种改善锂离子电池极片浸润性的方法 |
-
2020
- 2020-04-30 CN CN202010365452.5A patent/CN111584809B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005317345A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JP2005332766A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マンガン乾電池およびその製造方法 |
| EP1659648A1 (en) * | 2004-11-22 | 2006-05-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Electrochemical cell structure |
| JP2010205545A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Ntt Facilities Inc | リチウムイオン電池 |
| JP2011082155A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-04-21 | Teijin Ltd | 非水系電解質電池の製造方法、非水系電解質電池の製造に用いる巻芯 |
| EP2413414A2 (de) * | 2010-07-27 | 2012-02-01 | ads-tec GmbH | Pouchzelle mit Ableitern |
| CN202772233U (zh) * | 2012-09-10 | 2013-03-06 | 沈道付 | 陶瓷锂离子电池 |
| KR20140070219A (ko) * | 2012-11-30 | 2014-06-10 | 주식회사 엘지화학 | 세퍼레이터 및 이를 구비하는 전기화학소자 |
| CN103515563A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-15 | 杨海燕 | 一种高安全性锂离子电池用陶瓷隔膜的制作方法 |
| CN104916802A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-09-16 | 厦门大学 | 一种复合隔膜及其应用 |
| CN105336903A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-17 | 深圳市星源材质科技股份有限公司 | 一种收卷锂电池隔膜的纸卷芯预处理方法 |
| CN106531941A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-03-22 | 天津理工大学 | 一种锂电池隔膜用陶瓷浆料及其制备和应用方法 |
| CN109037795A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-18 | 珠海光宇电池有限公司 | 一种新型电芯及其制备方法 |
| CN109742292A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-05-10 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种无机隔膜型锂离子电池的制备方法、电芯及锂离子电池 |
| CN110224098A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-09-10 | 合肥众禾动力新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池卷芯 |
| CN110416632A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-11-05 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种改善锂离子电池极片浸润性的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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