CN113206223B - 一种锂电池极片处理方法及其锂电池制备方法 - Google Patents

一种锂电池极片处理方法及其锂电池制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113206223B
CN113206223B CN202110498781.1A CN202110498781A CN113206223B CN 113206223 B CN113206223 B CN 113206223B CN 202110498781 A CN202110498781 A CN 202110498781A CN 113206223 B CN113206223 B CN 113206223B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium battery
pole piece
lithium
negative electrode
processing method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110498781.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113206223A (zh
Inventor
汪依水
白科
孙玉龙
徐子俊
陈富源
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi ANC New Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Jiangxi ANC New Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi ANC New Energy Technology Co Ltd filed Critical Jiangxi ANC New Energy Technology Co Ltd
Priority to CN202110498781.1A priority Critical patent/CN113206223B/zh
Publication of CN113206223A publication Critical patent/CN113206223A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113206223B publication Critical patent/CN113206223B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1397—Processes of manufacture of electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂电池极片处理方法及其锂电池制备方法，锂电池制造分为：合浆→涂布→辊压→分切→卷绕→热压→入壳→烘烤→注液→化成→分容。锂电池的极片处理方法主要通过在正极或者负极涂布时，同时在极片活性物质的两边表面涂覆PVDF层，极片烘干组装成电芯后，通过控制热压温度、时间、压力，使极片表面的PVDF熔融，在一定压力下与干法隔膜紧密粘结。采用本发明的极片处理方法，可在锂电池制作过程中达到抑制隔膜吸液产生的应力，消除隔膜褶皱的目的。

Description

一种锂电池极片处理方法及其锂电池制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种极片处理方法及其锂电池制备方法。
背景技术
由于储能基站等新兴领域的发展，电池材料成本要求进一步提高，其中干法隔膜工艺简单较湿法隔膜具有明显的价格优势，但干法隔膜本身的特性，通过拉伸晶型转换成孔，MD方向进行拉伸，TD方向基本无拉伸或拉伸量小，存在两向差异性，电芯注液后，隔膜吸收电解液应力释放不均导致褶皱，一定程度上制约了干法隔膜应用。
为解决上述问题，现有技术中做了相应的改进，如CN108767171A发明专利，隔膜分切前或组装成电池前，提前浸润溶剂释放吸液产生的应力，此方法带来二次加工，溶剂回收等成本，过程繁琐且较难实现；如CN112350027A发明专利，只适用于软包电池，在方形铝壳电池上无法实现，且技术创新点不具备说服力，干法隔膜褶皱发生在注液过程，该发明专利注液后通过给电池热压，此时隔膜已受吸液应力影响发生变形，存在明显不足；
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种锂电池极片处理方法及其锂电池制备方法，通过在正极或者负极涂布时，同时在极片表面涂覆PVDF层，极片烘干组装成电芯后，通过控制热压温度、时间、压力，使极片表面的PVDF熔融，在一定压力下与干法隔膜紧密粘结，达到抑制隔膜吸液产生的应力，消除隔膜褶皱。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种锂电池极片处理方法，在锂电池正极或者负极涂布步骤中，正极活性物质或者负极活性物质涂布在集流体上后，在正极活性物质或者负极活性物质表面涂覆PVDF层。
进一步地，PVDF层的涂覆于正极活性物质或者负极活性物质的两侧，PVDF层宽度为5～10mm。
进一步地，PVDF层的涂覆厚度为1～10μm。
进而提供一种锂电池制备方法，其步骤包括：正极/负极合浆获得所述正极/负极活性物质→涂布制得正极/负极极片→分别辊压→分别分切→卷绕→热压→入壳→烘烤→注液→化成→分容，涂布步骤中，正极片或负极片经上述方法处理。
进一步地，锂电池正极材料包含钴酸锂、锰酸锂、三元、钛酸锂、磷酸铁锂中的一种；负极材料包含石墨、硬碳、活性炭、钛酸锂中的一种。
进一步地，热压步骤中，热压温度为80～120℃、时间为20～100s、压力为0.5～3MPa。
与现有技术相比，本发明制备方法简便，无需增加锂电池制作工序，涂布时PVDF层与正/负极浆料同时涂布烘干，热压工序将干法隔膜与极片粘结在一起，达到抑制隔膜吸液褶皱的效果，且该技术可同时应用于方形铝壳及软包电池。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的涂布极片效果图；
图3为实施例1制备的满电锂电池拆解极片效果图片；
图4为实施例2制备的满电锂电池拆解极片效果图片；
图5为对比例1制备的满电锂电池拆解极片效果图片。
其中，图2中，1、集流体；2、PVDF涂层；3、活性物质层
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加明白清楚，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，但是本发明并不限于这些实施例。在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
为便于比较，下述实施例中采用的电池均为卷绕式工艺制作理论容量为61.5Ah的方形电池，所用正极材料为磷酸铁锂，负极材料为石墨，所述的电池电解液为1.02mol/LLiPF6/(EC+PC+DMC+EMC)(体积比30:5:10:55)，隔膜为PP材质，厚度20μm，电芯的生产工艺相同。
实施例1
S1：采用极片表面涂覆PVDF技术，PVDF胶液涂覆于正极片边缘，涂覆厚度5μm，宽度为10mm，烘干后将极片制成卷芯；
S2：卷芯通过热压，热压温度90℃，卷芯表面压力1.02MPa，保证此温度、压力延长时间30s对卷芯整形，将卷芯压平，排出极片与隔膜之间的气体；
S3：热压后卷芯按正常流程完成入壳、烘烤、注液、化成、分容制成电池。
实施例2
S1：采用极片表面涂覆PVDF技术，PVDF胶液涂覆于正极片边缘，涂覆厚度10μm，宽度为5mm，烘干后将极片制成卷芯；
S2：卷芯通过热压，热压温度80℃，卷芯表面压力0.56MPa，保证此温度、压力延长时间40s对卷芯整形，将卷芯压平，排出极片与隔膜之间的气体；
S3：热压后卷芯按正常流程完成入壳、烘烤、注液、化成、分容制成电池。
对比例1
隔膜与实施例1和实施例2的厚度、批次均相同，除涂布工序不同外，其它与实施例1均相同。
S1：极片正常涂布，无PVDF涂层，烘干后将制成卷芯；
S2：卷芯通过热压，热压温度90℃，卷芯表面压力1.02MPa，保证此温度、压力延长时间30s对卷芯整形，将卷芯压平，排出极片与隔膜之间的气体；
S3：热压后卷芯按正常流程完成入壳、烘烤、注液、化成、分容制成电池。
测试实施例1、实施例2和对比例1的电池容量，将制得电池拆解，分析其100％SOC满电拆解隔膜褶皱情况。
表1电池容量及100％SOC满电拆解隔膜褶皱情况
Figure BDA0003055560630000041
上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种锂电池制备方法，其步骤包括：正极/负极合浆获得所述正极/负极活性物质→涂布制得正极/负极极片→分别辊压→分别分切→卷绕→热压→入壳→烘烤→注液→化成→分容，其特征在于，在锂电池正极或者负极涂布步骤中，正极活性物质或者负极活性物质涂布在集流体上后，在所述正极活性物质或者负极活性物质表面涂覆PVDF层；
所述PVDF层的涂覆于所述正极活性物质或者负极活性物质的两侧，所述PVDF层宽度为5～10mm；所述PVDF层的涂覆厚度为1～10μm；
所述锂电池正极材料包含钴酸锂、锰酸锂、三元、钛酸锂、磷酸铁锂中的一种；负极材料包含石墨、硬碳、活性炭、钛酸锂中的一种；
所述热压步骤中，热压温度为80～120℃、时间为20～100s、压力为0.5～3MPa。
CN202110498781.1A 2021-05-08 2021-05-08 一种锂电池极片处理方法及其锂电池制备方法 Active CN113206223B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110498781.1A CN113206223B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种锂电池极片处理方法及其锂电池制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110498781.1A CN113206223B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种锂电池极片处理方法及其锂电池制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113206223A CN113206223A (zh) 2021-08-03
CN113206223B true CN113206223B (zh) 2023-03-03

Family

ID=77030414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110498781.1A Active CN113206223B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种锂电池极片处理方法及其锂电池制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113206223B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114552130A (zh) * 2021-09-13 2022-05-27 万向一二三股份公司 一种改善锂离子电池热复合工艺浸润的极片结构
CN113851631B (zh) * 2021-11-01 2023-02-28 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
CN114284568B (zh) * 2021-12-29 2023-07-25 蜂巢能源科技(无锡)有限公司 一种电芯的制备方法、系统、电芯和电池
CN114824505B (zh) * 2022-04-06 2023-11-03 苏州时代华景新能源有限公司 一种卷绕式电池零形变的制造工艺及其生产线系统
CN115172895A (zh) * 2022-07-26 2022-10-11 湖北亿纬动力有限公司 改善锂离子电池干法隔膜褶皱的方法及锂离子电池
SE2251196A1 (en) * 2022-10-13 2024-04-14 Northvolt Ab Edge coating in an electrode roll, and a cylindrical secondary cell

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105322177A (zh) * 2015-11-16 2016-02-10 深圳市沃特玛电池有限公司 一种锂离子电池极片及其制备方法和锂离子电池
DE102017218716A1 (de) * 2017-10-19 2019-04-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung einer elektrochemischen energiespeichervorrichtung
CN110311089A (zh) * 2019-06-11 2019-10-08 银隆新能源股份有限公司 一种防止锂离子电池极片在加工过程中掉粉的处理工艺
CN112635716A (zh) * 2020-12-18 2021-04-09 南京国轩新能源有限公司 一种改善锂离子电池负极片褶皱的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101369652B (zh) * 2008-09-23 2010-09-29 天津力神电池股份有限公司 聚合物锂离子电池负极及聚合物锂离子电池的制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105322177A (zh) * 2015-11-16 2016-02-10 深圳市沃特玛电池有限公司 一种锂离子电池极片及其制备方法和锂离子电池
DE102017218716A1 (de) * 2017-10-19 2019-04-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung einer elektrochemischen energiespeichervorrichtung
CN110311089A (zh) * 2019-06-11 2019-10-08 银隆新能源股份有限公司 一种防止锂离子电池极片在加工过程中掉粉的处理工艺
CN112635716A (zh) * 2020-12-18 2021-04-09 南京国轩新能源有限公司 一种改善锂离子电池负极片褶皱的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113206223A (zh) 2021-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113206223B (zh) 一种锂电池极片处理方法及其锂电池制备方法
CN113410432B (zh) 一种负极片、制备方法及包含其的锂离子电池
CN108305976B (zh) 一种锂离子动力电池及其隔膜
CN111540880B (zh) 一种负极片、制备方法及包含其的锂离子电池
CN110400929B (zh) 一种磷酸盐包覆的金属掺杂三元正极活性材料及其制备和应用
CN112467308B (zh) 一种隔膜及其制备方法、锂离子电池
CN114759158A (zh) 一种干法电极极片的制备方法及二次电池
CN110911734A (zh) 一种软包锂离子电池
CN113745640A (zh) 一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺
CN107681113B (zh) 正极片及其制备方法以及二次电池
CN108899511B (zh) 一种磷酸铁锂/偏铝酸锂复合正极材料的制备方法
CN112795247B (zh) 一种高粘性pvdf涂覆隔膜及其制备方法
CN109244556A (zh) 一种改善方形锂离子电芯打皱变形的电芯成型装置及方法
CN113394368B (zh) 极片及电化学装置
CN117497835A (zh) 固态电芯及其制备方法与固态电池
CN114188664B (zh) 补锂隔离膜及其制备方法、含补锂隔离膜的电芯及其制备方法
CN109494350B (zh) 一种电极、制备方法及锂离子电池
CN115051110B (zh) 一种补锂复合隔离膜及其制备方法、补锂装置与应用
CN114284483A (zh) 一种二氧化锆包覆的锰酸锂正极材料的制备及应用
CN109167006B (zh) 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
CN115133221B (zh) 一种补锂复合隔离膜及其制备方法、补锂装置与应用
CN114335678B (zh) 一种电池及其制备方法
CN110120486A (zh) 一种新型可压缩隔膜的软包锂离子电池及加工方法
CN117996209A (zh) 一种3d打印自支撑电极隔膜一体化锂离子电池及其制备方法
CN117613412A (zh) 一种全固态电芯及其制作方法、全固态电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant