CN111640991A - 锂离子电池制备方法及锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种锂离子电池制备方法，包括如下步骤：将正极浆料涂覆在铝箔粘附面，制作得到正极片，将负极浆料涂覆在铜箔粘附面上，制作得到负极片。采用粘结剂分别将隔膜的一侧面与铝箔裸附面以及隔膜的另一侧面与铜箔裸附面粘附在一起，热压后，制备得到三合粘片。将三合粘片进行加热除杂操作。对三合粘片进行卷绕或叠片操作。及注液封装，制备得到锂离子电池。锂离子电池制备方法能够有效提高电池安全性能、提升电池能量密度和提高生产效率。制备得到的锂离子电池不易变形、不易螺旋错位、安全性能高和能量密度高的。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池制备方法及锂离子电池。
背景技术
卷芯卷绕是一道重要的工序，常规为正极片、负极片和隔膜三者叠加在一起后，通过卷绕设备卷绕成卷芯。
然而，在卷绕过程中，依靠张紧辊组，很难达到送出速度一致，导致隔膜、正极片和负极片送出速度有差异，导致隔膜张力不均，极易造成极片错位，同时，隔膜张力极易导致电芯变形，严重影响电池安全性能，同样，叠片电池也存在隔膜张力极易导致电芯变形的问题。尤其是，方形电池，在四周的拐角上，由于角速度差异，侧边的隔膜宽度方向收缩更严重,导致极片错位的机率更大。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能够有效提高电池安全性能、提升电池能量密度和提高生产效率的锂离子电池制备方法及卷芯不易变形、极片不易螺旋错位、安全性能高和能量密度高的锂离子电池。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种锂离子电池制备方法，包括如下步骤：
将正极浆料涂覆在铝箔粘附面，制作得到正极片；
将负极浆料涂覆在铜箔粘附面上，制作得到负极片；
采用粘结剂分别将隔膜的一侧面与铝箔裸附面以及隔膜的另一侧面与铜箔裸附面粘附在一起，热压后，制备得到三合粘片；
将所述三合粘片进行加热除杂操作；
对所述三合粘片进行卷绕或叠片操作；及
注液封装，制备得到所述锂离子电池。
在其中一个实施例中，所述将所述正极浆料涂覆在所述铝箔粘附面，制作得到正极片的步骤包括：
将正极浆料涂覆在铝箔粘附面；及
进行加热辊压操作，制作得到所述正极片。
在其中一个实施例中，所述将所述负极浆料涂覆在铜箔粘附面上，制作得到负极片的步骤包括：
将所述负极浆料涂覆在铜箔粘附面；及
进行加热辊压操作，制作得到所述负极片。
在其中一个实施例中，在对所述三合粘片进行加热除杂操作之后，以及在对所述三合粘片进行卷绕或叠片操作之前，所述锂离子电池制备方法还包括如下步骤：
将正极耳焊接在所述三合粘片上的固化后的正极浆料层上；及
将负极耳焊接在所述三合粘片上的固化后的负极浆料层上。
在其中一个实施例中，所述将所述三合粘片进行加热除杂操作具体包括如下步骤：
将所述三合粘片放置于加热除杂室，并使所述加热除杂室处于真空环境下；及
向所述加热除杂室通入干燥热气，进行所述加热除杂。
在其中一个实施例中，在向所述加热除杂室通入干燥热气时，还不断抽出所述干燥热气，并将所述干燥热气通入干燥器内，并将流出所述干燥器后的所述干燥热气排回所述加热除杂室内。
在其中一个实施例中，所述干燥热气的温度为60℃～100℃，真空环境的真空度-99KPa～-20KPa。
在其中一个实施例中，在制备得到所述三合粘片的操作之前，还包括如下步骤：
将正极耳焊接在所述正极片上的固化后的正极浆料层上；及
将负极耳焊接在所述负极片上的固化后的负极浆料层上。
在其中一个实施例中，在对所述三合粘片进行卷绕或叠片操作之后，以及在注液封装之前，还包括如下步骤：
将所述三合粘片经过卷绕或叠片操作得到的电芯体进行固定；及
使用凸形压板对所述电芯体进行热压操作。
本发明的另一目的是通过以下技术方案来实现的：一种锂离子电池，包括：
铝塑封装套；及
电池卷芯，所述电池卷芯封装于所述铝塑封装套内，并且所述电池卷芯浸没于所述铝塑封装套内的电解液中，所述电池卷芯包括三合粘片、正极耳、负极耳及保护隔膜，所述三合粘片包括铝箔正极基材片、正极浆料固化层、铜箔负极基材片、负极浆料固化层、第一粘结剂层、第二粘结剂层和隔膜夹层，所述负极浆料固化层、所述铝箔负极基材片、所述第一粘结剂层、所述隔膜夹层、所述第二粘结剂层、所述铜箔正极基材片、所述正极浆料固化层和保护隔膜依次叠加并卷绕在一起；所述正极耳的粘结端与所述正极浆料固化层相粘结，所述负极耳的粘结端与所述负极浆料固化层相粘结，并且所述正极耳的裸露端露置于所述铝塑封装套外，所述负极耳的裸露端露置于所述铝塑封装套外。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1、本发明锂离子电池制备方法制备得到的锂离子电池具有良好的安全性能和高能量密度；
2、本发明锂离子电池制备方法，将正极片与负极片以及隔膜贴合紧密形成三合粘片，卷绕或叠片时可以大大提高卷绕或叠片的速度，有效提高生产效率；
3、本发明锂离子电池制备方法，步骤简短并且操作简便，容易实现推广实施；
4、本发明锂离子电池负极片与隔膜通过第一粘结剂粘接，正极片与隔膜通过第二粘结剂粘接，然后通过施加一定压力使上述三者压紧，正极片与负极片以及隔膜贴合紧密形成三合粘片，避免卷绕时，隔膜、正极片和负极片送出速度有差异，导致隔膜张力不均，进而避免极片错位，提高电池安全性能，并且可以提高电池的能量密度；
5、本发明锂离子电池的隔膜两侧分别为第一粘结剂层和第二粘结剂，第一粘结剂层和第二粘结剂层对隔膜有一定的湿润作用，可以减少隔膜的张力，避免电芯体变形，进一步提高电池安全性能；
6、本发明锂离子电池的正极浆料固化层和负极浆料固化层不被隔膜覆盖，为三合粘片的外侧，容易被电解液浸润，能有有效提高电池电池的能量密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施方式的锂离子电池制备方法的步骤流程图；
图2为本发明一实施方式的锂离子电池的结构示意图；
图3为图2所示中锂离子电池的A处局部放大示意图；
图4为图2所示锂离子电池中的三合粘片的结构示意图；
图5为图2所示锂离子电池的部分结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请锂离子电池制备方法，其主要目的为调整操作步骤以制备得到具有良好的安全性能和高能量密度的锂离子电池，使制备步骤简短并且操作简便，容易实现推广实施，并且将正极片与负极片以及隔膜贴合紧密形成三合粘片，卷绕时可以提高卷绕速度，有效提高生产效率。本发明先将正极浆料和负极浆料分别涂覆在铝箔粘附面和铜箔粘附面上，制作得到正极片和负极片。再将隔膜的一侧面与铝箔裸附面以及隔膜的另一侧面与铜箔裸附面粘附在一起，热压后，制备得到三合粘片，对三合粘片进行加热除杂，然后卷绕或叠片，之后注液封装得到锂离子电池。本发明的锂离子电池具有三合粘片的结构，可以有效避免极片错位，提高电池安全性能，并且可以提高电池的能量密度。第一粘结剂层和第二粘结剂层对隔膜有一定的湿润作用，可以有效减少隔膜的张力，避免电芯体变形，进一步提高电池安全性能。正极浆料固化层和负极浆料固化层设置在三合粘片的外侧，容易被电解液浸润，能有有效提高电池电池的能量密度。
例如，本发明一种锂离子电池制备方法，包括如下步骤：将正极浆料和负极浆料分别涂覆在铝箔粘附面和铜箔粘附面上，制作得到正极片和负极片。采用粘结剂将隔膜的一侧面与铝箔裸附面以及隔膜的另一侧面与铜箔裸附面粘附在一起，热压后，制备得到三合粘片。将三合粘片进行加热除杂操作。对三合粘片进行卷绕或叠片操作，注液封装后，制备得到锂离子电池。
需要特别说明的是，为了提高电池容量以及适配实际生产设计，在步骤S300中，针对铝箔裸附面和铜箔裸附面中的裸附面不局限于是该箔材的自身材质裸露面，还可以在该裸附面上对应涂覆浆料，具体地，铝箔裸附面还可以涂覆正极浆料，铜箔裸附面还可以涂覆负极浆料，铝箔裸附面上涂覆的正极浆料固化后和铜箔裸附面上涂覆的负极浆料固化后均直接与隔膜粘附在一起。
进一步地，步骤S100～S800中，隔膜为隔开正极片和负极片的隔膜，当然，在实际情况中，还存在保护隔膜，隔膜与保护隔膜共同包覆住负极片和或正极片，以使正极片和负极片不产生直接接触，避免短路问题；更进一步地，隔膜与保护隔膜可以为一体成型结构，类似于封闭环形结构，直接套住负极片或正极片，以使正极片与负极片不产生直接接触，避免短路问题。
上述的锂离子电池制备方法，可以制备得到具有良好的安全性能和高能量密度的锂离子电池，使制备步骤简短并且操作简便，容易实现推广实施，并且将正极片与负极片以及隔膜贴合紧密形成三合粘片，卷绕时可以提高卷绕速度，有效提高生产效率。
图1为本发明一实施方式的锂离子电池制备方法的步骤流程图，请参阅图1，本发明提供一种锂离子电池制备方法，包括如下步骤：
S100：将正极浆料涂覆在铝箔粘附面，制作得到正极片。以质量百分比计，本发明的正极浆料包括正极活性材料96％～98％、粘结剂0.5％～2％、导电剂1％～2％，其中，正极活性材料为NCM或NCA三元活性材料，粘结剂为聚偏氟乙烯，导电剂为炭黑和多孔碳的组合。正极浆料中正极活性材料的使用，可以有效提高利用本方法制备得到锂离子电池10的电池能量密度。
S200：将负极浆料涂覆在铜箔粘附面上，制作得到负极片。负极浆料包括负极活性材料95～97％、增稠剂0.5％～1％、负极粘结剂1％～2％、负极导电剂1％～2％，其中，负极活性材料为石墨和硬碳类材料的组合，增稠剂为CMC，负极粘结剂为SBR，负极导电剂为SFG-6和碳纳米管的组合。负极浆料中负极活性材料的使用，可以有效提高利用本方法制备得到锂离子电池的电池能量密度。
上述制作得到正极片和负极片的步骤中，正极浆料涂覆在铝箔粘附面上，而负极浆料涂覆在铜箔粘附面上，只对正极片和负极片的一个侧面进行涂覆，有利于减少电芯体的体积，并且铝箔粘附面和铜箔粘附面为不与中间的隔膜接触的面，确保电解液可以最佳地浸润正极片和负极片，以提高电池的能量密度。
S300：采用粘结剂分别将隔膜的一侧面与铝箔裸附面以及隔膜的另一侧面与铜箔裸附面粘附在一起，热压后，制备得到三合粘片。需要在铝箔裸附面和铝箔裸附面上涂覆粘结剂，粘结剂为PVDF溶液，溶剂为NMP，上述的粘结剂在电解液中浸润后与铝箔、铜箔的粘结力强，贴合度好，且应用于电池的内阻低。上述热压制备三合粘片的步骤中，将正极片与负极片以及隔膜贴合紧密形成三合粘片，卷绕时可以大大提高卷绕速度，有效提高生产效率。
S500：将三合粘片进行加热除杂操作。加热除杂操作的目的主要为除去水分和溶剂，可以减少卷芯和叠片的体积，提高电池的能量密度。
S700：对三合粘片进行卷绕或叠片操作。三合粘片为正极片、负极片和隔膜紧密贴合形成的，三者之间的空隙可以忽略不计，形成的电芯体体积较小，可以提高电池的容量，提高电池的能量密度。
S800：注液封装后，制备得到锂离子电池。因为隔膜的一侧面与铝箔裸附面以及隔膜的另一侧面与铜箔裸附面粘附在一起，并不会影响正极浆料和负极浆料的浸润，可以提高电池的能量密度。
需要说明的是，三合粘片与保护隔膜一起卷绕或叠片形成电芯体，然后注液封装，完成锂离子电池的制备。
上述的锂离子电池制备方法，可以制备得到具有良好的安全性能和高能量密度的锂离子电池，使制备步骤简短并且操作简便，容易实现推广实施，并且将正极片与负极片以及隔膜贴合紧密形成三合粘片，卷绕时可以提高卷绕速度，有效提高生产效率。
在其中一个实施例中，将正极浆料涂覆在铝箔粘附面，制作得到正极片的步骤包括将正极浆料涂覆在铝箔粘附面，进行加热辊压操作，制作得到正极片。上述的辊压具体操作为：将涂覆正极浆料后的铝箔固定于放卷机构，将正极片正确穿过双辊间隙，电机带动上下辊同时转动，收卷机构拉动正极片将稳定穿过辊压间隙，最后进行收卷，最终正极片被压实至所需压实密度。辊压操作可以提高正极片表面涂覆的正极浆料的密度和厚度一致性，降低不可逆容量损失接触内阻和交流阻抗。
在其中一个实施例中，将所负极浆料涂覆在铜箔粘附面上，制作得到负极片的步骤包括将负极浆料涂覆在铜箔粘附面，进行加热辊压操作，制作得到负极片。上述的辊压具体操作为：将涂覆负极浆料后的铜箔固定于放卷机构，将负极片正确穿过双辊间隙，电机带动上下辊同时转动，收卷机构拉动负极片将稳定穿过辊压间隙，最后进行收卷，最终负极片被压实至所需压实密度。辊压操作可以提高负极片表面涂覆的负极浆料的密度和厚度一致性，降低不可逆容量损失接触内阻和交流阻抗。
需要说明的是，正极耳和负极耳的焊接只需在卷绕之前完成即可，可以选择在卷绕之前的任意步骤中完成。
在其中一个实施例中，在步骤S600中，对三合粘片进行加热除杂操作之后，以及在对三合粘片进行卷绕或叠片操作之前，锂离子电池制备方法还包括如下步骤：
S610：将正极耳焊接在三合粘片上的固化后的正极浆料层上。确保将正极从电芯体中引出。
S620：将负极耳焊接在三合粘片上的固化后的负极浆料层上。确保将负极从电芯体中引出。
在其中一个实施例中，在步骤S500中，将三合粘片进行加热除杂操作具体包括如下步骤：
S510：将三合粘片放置于加热除杂室，并使加热除杂室处于真空环境下。将极片置于真空环境下进行加热除杂，能有效的抑制极片在高温环境下发生氧化。
S520：向加热除杂室通入干燥热气，进行加热除杂。干燥热气为不与极片发生化学反应的气体，并且对其同时通入惰性气体，可以加快加热气体的流通使极片均匀干燥，并且惰性气体可以更好地稀释挥发的水分和其他杂质，使水分和其他杂质更好地被带出，固化粘结剂，提升粘结性。
在其中一个实施例中，在向加热除杂室通入干燥热气时，还不断抽出干燥热气，并将干燥热气通入干燥器内，并将流出干燥器后的干燥热气排回加热除杂室内。干燥热气需要保持流动，确保可以快速带出挥发的水分和其他杂质，并且对于抽出的干燥热气还需要对其进行干燥，是挥发的水分和其他杂质与抽出来的干燥热气分离，使干燥热气可以循环利用，有利于节约能源。
需要说明的是，上述的干燥除杂操作中，除去的为粘结剂中的水分和溶剂，固化粘结剂，提升粘结剂的粘结性。若粘结剂中不存在加热可挥发溶剂，即该操作为加热除去水分。
在其中一个实施例中，干燥热气的温度为60℃～100℃，真空环境的真空度-99KPa～-20KPa。干燥的热气温度为60℃～100℃时，可以出去大部分的水分和其他杂质，继续增加温度会使极片中的物质产生变化，并且浪费能源。
在其中一个实施例中，在步骤S100和S200中，在制备得到三合粘片的操作之前，还包括如下步骤：
S110：将正极耳焊接在正极片上的固化后的正极浆料层上。确保将正极从电芯体中引出。
S210：将负极耳焊接在负极片上的固化后的负极浆料层上。确保将负极从电芯体中引出。
在其中一个实施例中，在步骤S700中对三合粘片进行卷绕或叠片操作之后，还包括如下步骤：
S710：将三合粘片经过卷绕或三合粘片叠片得到的电芯体进行固定。将电芯体固定，有利于后续热压操作的进行，确保热压过程中电芯体不会发生移动，避免压到电芯体边缘，防止极片颗粒掉粉，而影响电池性能。
S720：使用凸形压板对三合粘片经过卷绕或三合粘片叠片得到的电芯体进行热压操作。对电芯体进行热压操作可以减少电芯体的隔膜张力，进一步防止电芯变形，并且使用凸形压板对电芯体进行热压操作，防止压到电芯体边缘，防止极片颗粒掉粉，而影响电池性能。
可以理解，负极浆料在受热时，热膨胀系数更大，其中，主要是因为石墨的膨胀性。传统热压采用加热辊压，易造成负极浆料褶皱、热压时粘结剂的的流出，此外，负极浆料在充放电过程中会发生膨胀，进一步会造成锂离子电池使用时发生鼓胀，为了解决负极片鼓胀造成负极浆料皱褶，粘结剂易流出，以及锂离子电池鼓胀问题，例如，在步骤S300中，热压操作具体包括如下步骤：
步骤S310、提供弧面底模以及弧面顶模，弧面底模设置有凸形热压曲面，弧面顶模设置有凹形热压曲面，在弧面底模内设置有加热器，加热器用于对弧面底模加热。利用上述的弧面底模以及弧面顶模可以实现将三合粘片压合成具有一个弧度的三合粘片，并且利用重力使粘结剂不易流出。只在弧面底模内设置有加热器，使一边的受热强度大，再逐渐过渡到弧面顶模，进行热压时，可以使电池的负极片与弧面顶模接触，减少负极片上的负极浆料受热的膨胀度，减小三合粘片在恢复常温后形成的负极浆料皱褶。
步骤S320、将正极片的固化后的正极浆料层与凸形热压曲面向贴合，负极片的固化后的负极浆料层朝向凹形热压曲面，施力将弧面顶模压向弧面底模，以使粘结剂热熔并在铝箔裸附面、铜箔裸附面以及隔膜的两侧面之间流动，完成热压粘合操作，得到三合粘片。使压合后的负极片产生弧度，可以对负极浆料的膨胀进行缓冲，避免锂离子电池鼓胀。需要说明的是，因为负极片有一个弧度，当充放电时负极浆料发生膨胀时，负极片的弧度会对负极浆料发生的膨胀进行缓冲，表现为负极片的弧度减小，趋于平整。
步骤S330、施力将弧面顶模压向远离弧面底模方向运动，趁热将三合粘片110放置在平面上，对三合粘片喷出冷却气体，使三合粘片冷却定型。对热压后三合粘片需要快速趁热取出，然后均匀对其喷出冷却气体，确保三合粘片可以快速均匀进行定型，需要说明的是，如果负极浆料的冷却不均，则会造成负极浆料在铜箔上分布不均，影响电池的性能。
上述步骤S300中，利用弧面底模、弧面顶模以及加热器使三合粘片形成一个弧度，可以有效减弱负极片鼓胀造成负极浆料皱褶、使粘结剂不易流出，以及避免锂离子电池发生膨胀。
在其中一个实施例中，在步骤S700中对三合粘片进行卷绕或叠片操作之后，还包括对三合粘片进行卷绕或叠片操作之后得到的电芯体进行松紧度的检测操作，包括如下步骤：
步骤S731：将电芯体进行压紧定位操作。将电芯体进行压紧定位操作，避免电芯体产生相对的位移，进而导致极耳移动的距离减小，同时导致后续测定的实时拉力有误差的问题，使整体检测结果更加准确。
步骤S732：夹紧正极耳和负极耳。夹紧正极耳和负极耳，避免正极耳和负极耳发生滑脱，导致检测不能继续进行的问题，或者避免正极耳和负极耳产生相对位移，导致得到的实时拉力值存在误差的问题，可以确保检测结果的准确性。
步骤S733：在匀速条件下，同时拉动正极耳和负极耳移动预设距离，并采集实时拉力值，选取最大的实时拉力值，定义为Fmax。在匀速条件下，同时拉动正极耳和负极耳移动预设距离，确保测得的实时拉力值是同时拉动正极耳和负极耳时所反映的拉力值，避免正极耳和负极耳做变速运动，而导致正极耳和负极耳被拉断、拉坏的问题；以及，在行业内，拉动距离过短，隔膜材质摩擦系数小的卷芯影响测量精度；反之拉动距离过长，会影响拉力方向拉裂正极耳和负极耳，因此，需要在适合行业的隔膜材质摩擦系数的预设距离内拉动，确保能够准确得到拉动正极耳和负极耳的实时拉力值。
步骤S734：采集正极片侧边与负极片侧边的距离，定义为Sb。采集正极片侧边与负极片侧边的距离Sb，用于初步判断锂离子电池卷芯松紧度是否合格，避免锂离子电池发生析锂。
步骤S735：若Fmax在预设合格拉力范围内，并且Sb在预设合格距离范围内，则判定锂离子电池卷芯松紧度合格。由于Fmax在预设合格拉力范围内，并且Sb在预设合格距离范围内，则可判定锂离子电池卷芯松紧度合格，两者协同判断，使判断更加准确，更具有说服力。
本申请还提供一种利用上述的锂离子电池制备方法制备得到的锂离子电池10。例如，请参阅图2～5，锂离子电池10包括铝塑封装套200和电池卷芯。电池卷芯封装于铝塑封装套200内，并且电池卷芯浸没于铝塑封装套200内的电解液中，电池卷芯包括三合粘片110、正极耳120、负极耳130和保护隔膜140，三合粘片110包括铝箔正极基材片116、正极浆料固化层117、铜箔负极基材片111、负极浆料固化层112、第一粘结剂层113、第二粘结剂层115和隔膜夹层114，负极浆料固化层112、铜箔负极基材片111、第一粘结剂层113、隔膜夹层114、第二粘结剂层115、铝箔正极基材片116、正极浆料固化层117和保护隔膜140依次叠加并卷绕在一起，正极耳120的粘结端与正极浆料固化层117相粘结，负极耳130的粘结端与负极浆料固化层112相粘结，并且正极耳120的裸露端露置于铝塑封装套200外，负极耳130的裸露端露置于铝塑封装套200外。
上述的锂离子电池10中负极片与隔膜夹层114通过第一粘结剂粘接，正极片与隔膜夹层114通过第二粘结剂粘接，正极片与负极片以及隔膜夹层114贴合紧密形成三合粘片110，避免卷绕时，隔膜、正极片和负极片送出速度有差异，导致隔膜张力不均，进而避免极片错位，提高电池安全性能，并且可以提高电池的能量密度。隔膜夹层114两侧分别为第一粘结剂层113和第二粘结剂层115，第一粘结剂层113和第二粘结剂层115对隔膜夹层114有一定的湿润作用，可以减少隔膜的张力，避免电芯体变形，进一步提高电池安全性能。正极浆料固化层117和负极浆料固化层112不被隔膜夹层114覆盖，为三合粘片110的外侧，容易被电解液浸润，能有有效提高电池电池的能量密度。
在锂离子电池制备方法中的步骤S700中，将三合粘片110进行卷绕操作，注液封装后得到上述的锂离子电池10，经过步骤S100和S300得到的三合粘片的结构为：负极浆料固化层112、铜箔负极基材片111、第一粘结剂层113、隔膜夹层114、第二粘结剂层115、铝箔正极基材片116和正极浆料固化层117依次叠加形成的结构。在S700步骤中，将三合粘片110与保护隔膜140140进行卷绕得到电芯体。
需要说明的是，正极片包括铝箔正极基材片116与正极浆料固化层117。负极片包括铜箔负极基材片111与负极浆料固化层112。
在其中一个实施例中，负极浆料固化层112、铜箔负极基材片111、第一粘结剂层113、隔膜夹层114、第二粘结剂层115、铝箔正极基材片116和正极浆料固化层117为一体成型结构。三合粘片110经过S300热压后得到一体成型的三合粘片110，可以提高三合粘片110的结构稳定性，并且可以提高生产效率。
在其中一个实施例中，三合粘片110为弧形三合粘片。三合粘片110经过S300热压后形成弧形三合粘片，因为负极浆料固化层112在充放电过程中会发生膨胀，进一步会造成锂离子电池10使用时发生鼓胀，使压合后的负极片产生弧度，可以对负极浆料固化层112的膨胀进行缓冲，避免锂离子电池10鼓胀。需要说明的是，因为三合粘片110中的负极片有一个弧度，当充放电时负极浆料固化层112发生膨胀时，负极片的弧度会对负极浆料固化层112发生的膨胀进行缓冲，表现为负极片的弧度减小，趋于平整。
在其中一个实施例中，与铝塑封装套200配合使用的铝塑封装盖300设置在铝塑封装套200的开口处，铝塑封装盖300上设置有正极柱310和负极柱320，正极柱310与负极柱320均与铝塑封装盖300绝缘连接。在步骤S700的注液封装中，在铝塑封装套200的开口处将铝塑封装盖300紧密盖合，正极柱310和负极柱320均为中间具有通孔的矩形柱，正极耳120穿过正极柱310的通孔，负极耳130穿过负极柱320的通孔，并且正极柱310和负极柱320均与铝塑封装盖300绝缘连接，进一步的正极片与负极片互相绝缘，避免电池发生短路。
需要说明的是，锂离子电池还包括绝缘胶层，绝缘胶层包覆于正极耳120的裸露端与正极柱310连接处，确保锂离子电池10内部的电解液不会泄露。以及，绝缘胶层包覆于负极耳130的裸露端与负极柱320连接处，确保锂离子电池10内部的电解液不会泄露。
在其中一个实施例中，隔膜夹层114包括基体和成型于基体表面的涂覆层。在本实施例中，基体为PP隔膜层或PE隔膜层的至少一种，即基体为PP隔膜层或PE隔膜层，或PP隔膜层与PE隔膜层复合的复合隔膜层。涂覆层为三氧化二铝层，经过特殊工艺处理，和基体紧密粘结，可以显著提高锂离子电池10的耐高温性能和安全性。
在其中一个实施例中，第一粘结剂层113为聚丙烯腈粘结剂层。与隔膜夹层114、锂电池极片的粘结性强，并且聚丙烯腈粘结剂层耐酸碱性好，离子电导率高，热稳定性强。
在其中一个实施例中，第二粘结剂层115为PVDF粘结剂层。在电解液中浸润后涂层中的PVDF与极片粘结力强，贴合度好，且电池内阻低。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1、本发明锂离子电池制备方法制备得到的锂离子电池10具有良好的安全性能和高能量密度；
2、本发明锂离子电池制备方法，将正极片与负极片以及隔膜贴合紧密形成三合粘片，卷绕或叠片时可以大大提高卷绕或叠片的速度，有效提高生产效率；
3、本发明锂离子电池制备方法，步骤简短并且操作简便，容易实现推广实施；
4、本发明锂离子电池10的负极片与隔膜夹层114通过第一粘结剂粘接，正极片与隔膜夹层114通过第二粘结剂粘接，然后通过施加一定压力使上述三者压紧，正极片与负极片以及隔膜夹层114贴合紧密形成三合粘片110，避免卷绕时，隔膜、正极片和负极片送出速度有差异，导致隔膜张力不均，进而避免极片错位，提高电池安全性能，并且可以提高电池的能量密度；
5、本发明锂离子电池10的隔膜两侧分别为第一粘结剂层114和第二粘结剂层115，第一粘结剂层114和第二粘结剂层115对隔膜夹层114有一定的湿润作用，可以减少隔膜的张力，避免电芯体变形，进一步提高电池安全性能；
6、本发明锂离子电池10的正极浆料固化层117和负极浆料固化层112不被隔膜夹层114覆盖，为三合粘片110的外侧，容易被电解液浸润，能有有效提高电池电池的能量密度。
本发明的锂离子电池的电池能量密度较正常体系增加1.5-4％，使用本发明的锂离子电池制备得到的锂离子电池10的变形率下降30％～50％，并且，在叠片或卷绕形成电芯体的过程中，速度增加20％～30％。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种锂离子电池制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将正极浆料涂覆在铝箔粘附面上，制作得到正极片；
将负极浆料涂覆在铜箔粘附面上，制作得到负极片；
采用粘结剂分别将隔膜的一侧面与铝箔裸附面以及隔膜的另一侧面与铜箔裸附面粘附在一起，热压后，制备得到三合粘片；
将所述三合粘片进行加热除杂操作；
对所述三合粘片进行卷绕或叠片操作；及
注液封装，制备得到所述锂离子电池。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，所述将所述正极浆料涂覆在所述铝箔粘附面，制作得到正极片的步骤包括：
将正极浆料涂覆在铝箔粘附面；及
进行加热辊压操作，制作得到所述正极片。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，所述将所述负极浆料涂覆在铜箔粘附面上，制作得到负极片的步骤包括：
将所述负极浆料涂覆在铜箔粘附面；及
进行加热辊压操作，制作得到所述负极片。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，在对所述三合粘片进行加热除杂操作之后，以及在对所述三合粘片进行卷绕或叠片操作之前，所述锂离子电池制备方法还包括如下步骤：
将正极耳焊接在所述三合粘片上的固化后的正极浆料层上；及
将负极耳焊接在所述三合粘片上的固化后的负极浆料层上。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，所述将所述三合粘片进行加热除杂操作具体包括如下步骤：
将所述三合粘片放置于加热除杂室，并使所述加热除杂室处于真空环境下；及
向所述加热除杂室通入干燥热气，进行所述加热除杂。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，在向所述加热除杂室通入干燥热气时，还不断抽出所述干燥热气，并将所述干燥热气通入干燥器内，并将流出所述干燥器后的所述干燥热气排回所述加热除杂室内。
7.根据权利要求5所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，所述干燥热气的温度为60℃～100℃，真空环境的真空度-99KPa～-20KPa。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，在制备得到所述三合粘片的操作之前，还包括如下步骤：
将正极耳焊接在所述正极片上的固化后的正极浆料层上；及
将负极耳焊接在所述负极片上的固化后的负极浆料层上。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，在对所述三合粘片进行卷绕或叠片操作之后，以及在注液封装之前，还包括如下步骤：
将所述三合粘片经过卷绕或叠片操作得到的电芯体进行固定；及
使用凸形压板对所述电芯体进行热压操作。
10.根据权利要求1～9任一项所述的锂离子电池制备方法得到的锂离子电池，其特征在于，包括：
铝塑封装套；及
电池卷芯，所述电池卷芯封装于所述铝塑封装套内，并且所述电池卷芯浸没于所述铝塑封装套内的电解液中，所述电池卷芯包括三合粘片、正极耳、负极耳及保护隔膜，所述三合粘片包括铝箔正极基材片、正极浆料固化层、铜箔负极基材片、负极浆料固化层、第一粘结剂层、第二粘结剂层和隔膜夹层，所述负极浆料固化层、所述铜箔负极基材片、所述第一粘结剂层、所述隔膜夹层、所述第二粘结剂层、所述铝箔正极基材片、所述正极浆料固化层和保护隔膜依次叠加并卷绕在一起；所述正极耳的粘结端与所述正极浆料固化层相粘结，所述负极耳的粘结端与所述负极浆料固化层相粘结，并且所述正极耳的裸露端露置于所述铝塑封装套外，所述负极耳的裸露端露置于所述铝塑封装套外。
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