CN112635716A - 一种改善锂离子电池负极片褶皱的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善锂离子电池负极片褶皱的方法，涉及锂离子电池技术领域，包括以下步骤：在隔膜至少一侧涂胶粘剂，然后将隔膜与正极极片、负极极片进行热合制备复合电极，将复合电极通过卷绕机卷绕成卷芯；其中，隔膜涂有胶粘剂的一侧和负极极片贴合，另一侧和正极极片贴合；将卷芯进行烘烤处理；将烘烤后的卷芯进行热压处理；将热压后的卷芯进行组装、入壳。本发明采用在隔膜与负极极片贴合的一侧涂胶粘剂，并在卷芯热压工序之前增加一道烘烤的步骤，有效改善负极片褶皱现象，进而降低了电池厚度、提高了电池循环性能。本发明操作步骤简单、可产业化操作，且成本低廉，适用范围广。

Description

一种改善锂离子电池负极片褶皱的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种改善锂离子电池负极片褶皱的方法。
背景技术
随着全球人口的不断增长，人类生活所消耗的能源不断增多，预测到2100年全球的能源消耗将会是现在的三倍。因此，大量的化石燃料如石油、煤和天然气等被不断开采利用，不仅导致化石能源日益枯竭，而且严重地破坏了环境和生态。为了维持人类社会的可持续发展，研发新型清洁的新能源已经迫在眉睫。其中，二次电池高效、清洁无污染，将其作为内燃机车辆的动力或者辅助电源，可以有效的降低燃料的消耗。相比于传统的铅蓄电池和镍金属氢电池，锂离子电池在循环寿命、能量密度、功率密度和环境友好性能上优势明显。虽然，在能量密度上与燃料电池有一定差距，但是燃料电池高昂的制造成本以及复杂的生产工艺使其实现商业化难度很大。因此，锂离子电池是未来电动汽车以及混合动力电池的理想动力电源。
随着锂电池的大量应用，我们对锂离子电池的能量密度的要求也越来越高，电池生产厂家为了追求更高的能量密度和体积密度时，往往需要增加极片的长度，而极片增长会带来负极片褶皱的问题，尤其在方形卷绕方式的电池中更常见，极片褶皱的发生源头就在于卷绕工序，负极片在卷绕时由于内圈张力释放不完全，导致充电时，负极片增厚受到隔膜约束而出现褶皱。负极片褶皱不仅会增加电池的厚度，而且还会对电池的循环性能受到影响。因此，解决大电池的负极片褶皱问题成为了我们的迫切难题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改善锂离子电池负极片褶皱的方法，通过在隔膜与负极极片贴合的一侧涂胶粘剂，并在卷芯热压工序之前增加一道烘烤的步骤，改善负极片褶皱现象。
本发明提出的一种改善锂离子电池负极片褶皱的方法，包括以下步骤：
S1、在隔膜至少一侧涂胶粘剂，然后将隔膜与正极极片、负极极片进行热合制备复合电极，将复合电极通过卷绕机卷绕成卷芯；其中，隔膜涂有胶粘剂的一侧和负极极片贴合，另一侧和正极极片贴合；
S2、将卷芯进行烘烤处理；
S3、将烘烤后的卷芯进行热压处理；
S4、将热压后的卷芯进行组装、入壳。
优选地，S1中，胶粘剂为聚偏氟乙烯胶粘剂。
优选地，S2中，卷芯烘烤温度为85～100℃，烘烤时间为10～30min。
优选地，S3中，卷芯热压温度为80～90℃，热压时间为150～200s，热压压力为4000～6000kgf。
有益效果：本发明针对锂离子电池负极片存在褶皱的问题，采用在隔膜与负极极片贴合的一侧涂胶粘剂，并在卷芯热压工序之前增加一道烘烤的步骤，此过程能够释放负极片张力，热压过程中，涂覆在隔膜上的胶粘剂也能够有效释放负极片张力和并对负极片有一定塑性作用，有效改善负极片褶皱现象，进而降低了电池厚度、提高了电池循环性能。本发明操作步骤简单、可产业化操作，且成本低廉，适用范围广。
附图说明
图1为本发明实施例中不同烘烤温度下的电池满电拆解界面图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例
根据表1所示，选取三组实验方案设定不同的烘烤参数和热压参数，分别记作试验组1-3，具体步骤如下：
S1、在隔膜一侧涂PVDF胶粘剂(单面涂胶)，然后将隔膜与正极极片、负极极片进行热合制备复合电极，将复合电极通过卷绕机卷绕成卷芯；其中，隔膜涂有胶粘剂的一侧和负极极片贴合，另一侧和正极极片贴合；
S2、将卷芯进行烘烤处理，卷芯烘烤温度为85～100℃，烘烤时间为10～30min；
S3、将烘烤后的卷芯进行热压处理，卷芯热压温度为80～90℃，热压时间为150～200s，热压压力为4000～6000kgf；
S4、将热压后的卷芯进行组装、入壳。
另外增加产线组与其进行对比，产线组的具体步骤如下：将隔膜与正负极片负极极片进行热合制备复合电极，将复合电极通过卷绕机卷绕成卷芯，将卷芯进行热压处理。
表1试验组1-3和产线组参数设定数据
Figure BDA0002846402420000031
对试验组1-3和产线组所得卷芯和组装后电池的厚度进行测量，结果见表2。
表2试验组1-3和产线组卷芯厚度和电池厚度数据
组别 卷芯厚度均值(mm) 电池厚度均值(mm)
试验组1 18.27 42.63
试验组2 18.20 42.58
试验组3 18.17 42.55
产线组 18.40 42.94
如表2所示，试验组1-3中，经过85℃、90℃、95℃烘烤处理的卷芯平均厚度分别为18.27mm、18.20mm、18.17mm，而产线组的卷芯平均厚度为18.40mm，说明卷芯的厚度随着烘烤温度越高，厚度越小，且使用涂胶隔膜且经过烘烤后的卷芯厚度均比产线组使用隔膜基膜且未烘烤的厚度要小。从表2还可以看出，试验组1-3中，经过85℃、90℃、95℃烘烤的电池平均厚度分别为42.63mm、42.58mm、42.55mm，而产线的电池平均厚度为42.94mm，说明卷芯经过烘烤后再热压，组装成的电池厚度明显减小。
图1为本发明实施例中试验组和产线组中的电池满电拆解界面图，拆解后的负极片由①、②、③段组成(因拆解后的负极片长度较长，整体拍照效果不好，因此，分成①、②、③段进行拍照)，从图中可知，使用涂胶隔膜的卷芯经烘烤后再热压，负极片的褶皱程度相比于产线电池得到显著改善，并且烘烤温度越高，负极片褶皱改善的效果越好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种改善锂离子电池负极片褶皱的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在隔膜至少一侧涂胶粘剂，然后将隔膜与正极极片、负极极片进行热合制备复合电极，将复合电极通过卷绕机卷绕成卷芯；其中，隔膜涂有胶粘剂的一侧和负极极片贴合，另一侧和正极极片贴合；
S2、将卷芯进行烘烤处理；
S3、将烘烤后的卷芯进行热压处理；
S4、将热压后的卷芯进行组装、入壳。
2.根据权利要求1所述的改善锂离子电池负极片褶皱的方法，其特征在于，S1中，胶粘剂为聚偏氟乙烯胶粘剂。
3.根据权利要求1或2所述的改善锂离子电池负极片褶皱的方法，其特征在于，S2中，卷芯烘烤温度为85～100℃，烘烤时间为10～30min。
4.根据权利要求1-3任一项所述的改善锂离子电池负极片褶皱的方法，其特征在于，S3中，卷芯热压温度为80～90℃，热压时间为150～200s，热压压力为4000～6000kgf。
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