CN1588673A - 提高产品一致性和循环寿命的液态锂离子电池制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高产品一致性和循环寿命的液态锂离子电池制造方法，在制造电池正极的过程中，包括步骤①：采用其上带有均匀分布孔的铝箔作为电池正极集流体，并在该铝箔的正反两面涂覆活性物质；在制造电池负极的过程中，包括步骤②：采用其上带有均匀分布孔的铜箔作为电池负极集流体，并在该铜箔的正反两面涂覆活性物质。采用本发明方法，锂离子在充放电过程中不仅能够从正对着的正负极活性物质中嵌入/脱出，而且能够通过铝/铜箔上的通孔而穿越到反面，使铝/铜箔两面的活性物质都能够得到应用。这样一来，即使活性物质涂布不均匀，也能够保证锂离子整体反应的均一化，从而提高电池的一致性和循环寿命，同时使电池内阻降低。

Description

提高产品一致性和循环寿命的液态锂离子电池制造方法
技术领域
本发明涉及二次电池及其制造，特别是涉及二次电池活性部件的制造方法，尤其涉及液态锂离子电池正/负极的制造方法。
背景技术
随着便携式高性能电子产品诸如摄像机、数码相机、移动DVD及笔记本电脑的日益普及，对具有高能量密度的非水电解质二次电池的需求近年来有了大幅度增长。锂离子电池由于其高工作电压，低自放电率，高能量密度等突出优点，在上述领域得到广泛应用。但是锂离子电池在上述应用领域需要串并联使用，整个电池组的性能基本受制于性能最差的电池，因此组合使用条件下对电池的一致性有更高的要求。由于锂离子电池正/负极活性物质涂覆在集流体铝/铜箔的两面做成正/负极，其工作原理为：充放电时锂离子通过电解液在正极、负极之间穿梭产生电流，因而电池正负极活性物质的多少直接决定电池的综合性能。
现有技术液态锂离子电池在制造过程中，大多采用多孔粉状电极，而目前的涂覆设备很难保证铜/铝箔两面活性物质完全一致，从而影响到电池间的一致性，进而影响到电池在串并联使用时整个电池组的使用性能，如循环寿命、放电性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处，而提出一种提高产品一致性和循环寿命的液态锂离子电池制造方法，其特征在于：
在制造电池正极的过程中，包括步骤①：采用其上带有均匀分布-孔的铝箔作为电池正极集流体，并在该-铝铜箔的正反两面涂覆活性物质；
在制造电池负极的过程中，包括步骤②：采用其上设有均匀分布的孔的铜箔作为电池负极集流体，并在该铜箔的正反两面涂覆活性物质。
同现有技术相比较，采用本发明方法，把电池正/负极活性物质涂覆在穿孔铝/铜箔上，使锂离子在充放电过程中不仅能够从正对着的正负极活性物质中嵌入/脱出，而且能够通过铝/铜箔上的通孔而穿越到反面，使铝/铜箔两面的活性物质都能够得到应用。这样一来，即使活性物质涂布不均匀，也能够保证锂离子整体反应的均一化，从而提高电池的一致性和循环寿命，同时使电池内阻降低。
附图说明
图1为本发明方法实施例中的铜箔/铝箔平面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
本发明的提高产品一致性和循环寿命的液态锂离子电池制造方法，在制造电池正极的过程中，包括步骤①：采用其上带有均匀分布孔的铝箔作为电池正极集流体，并在该铝箔的正反两面涂覆活性物质；在制造电池负极的过程中，包括步骤②：采用其上带有均匀分布孔的铜箔作为电池负极集流体，并在该铜箔的正反两面涂覆活性物质。
如图1所示平面结构的铜箔，厚度为10μm，其上用激光均匀打出直径为50μm的通孔，孔中心间距为1mm；同样，如图1所示平面结构的铝箔，厚度为20μm，其上用激光均匀打出直径为100μm的通孔，孔中心间距为2mm；然后在打孔的铝/铜箔上分别涂覆正/负极材料，并用此极片组装成100只18650型圆柱形锂离子电池A，以下简称电池A。同时采用同样的原材料体系，仅将正/负极集流体更换为不带孔的铝/铜箔，制成同样数量、同一型号的圆柱形电池B，以下简称电池B。
电池A和电池B在循环性能和一致性方面的测试数据，在表1中列出。
由表1中数据可见，5只电池A平均放电容量2041.47mAh大于电池B平均放电容量2017.49mAh，且经过一百多次循环后，电池A的平均容量保持率为84.90％，明显高于电池B的81.28％。同时电池A最大容量衰减差异为0.23mAh，小于电池B相应值0.37mAh。
还有，100只电池A平均放电容量最大值与最小值差异为5％以内，小于电池B容量8％的容量差异值。
可见，穿孔铜/铝箔结构可有效提高电池的一致性和循环寿命，并具有结构简单，经济实用的优点。
上述铜箔厚度范围可为5-30μm，铝箔厚度范围可为5-30μm。
上述铜箔和铝箔上的通孔为圆形/椭圆形孔，孔径可为0.001mm-3mm(对于椭圆形孔指：长径不大于最大范围、短径不小于最小范围)，所述孔相互间的中心距为0.1mm-20mm。
电池编号 循环次数 首次放电容量，mAh 第N次放电容量，mAh 平均每次容量衰减，mAh/次 第N次循环容量保持率，％
电池A   1     142   2026.33   1711.86     2.21   84.48％
  2     128   2044.09   1737.98     2.39   85.02％
  3     125   2054.72   1749.77     2.44   85.16％
  4     132   2032.67   1730.44     2.29   85.13％
  5     134   2049.55   1736.32     2.34   84.72％
    平均值   2041.47   1733.27     2.33   84.90％
电池B   1     127   2032.6   1681.35     2.77   82.72％
  2     124   2043.97   1668.98     3.02   81.65％
  3     143   2022.10   1620.93     2.81   80.16％
  4     137   2001.31   1604.23     2.90   80.16％
  5     137   1987.45   1624.32     2.65   81.73％
    平均值   2017.49   1639.96     2.83   81.28％
                                    表1电池A/B的循环性能
本发明思路在于：通过采用穿孔铝/铜箔来制备液态锂离子电池的正/负极集流体，以提高整体电池的一致性和循环寿命。基于以上思路而对本发明所公开之最佳实施例进行没有创造性的简单替换、更改，或是做进一步的发明，都属于本发明之实施。

Claims (9)

1.一种提高产品一致性和循环寿命的液态锂离子电池制造方法，其特征在于：
在制造电池正极的过程中，包括步骤①：采用其上带有均匀分布孔的铝箔作为电池正极集流体，并在该铝箔的正反两面涂覆活性物质；
在制造电池负极的过程中，包括步骤②：采用其上带有均匀分布孔的铜箔作为电池负极集流体，并在该铜箔的正反两面涂覆活性物质。
2.如权利要求1所述的液态锂离子电池制造方法，其特征在于：
步骤①中，所述均匀分布的孔为圆形/椭圆形孔，孔径为0.001mm-3mm。
3.如权利要求1所述的液态锂离子电池制造方法，其特征在于：
步骤②中，所述均匀分布的孔为圆形/椭圆形孔，孔径为0.001mm-3mm。
4.如权利要求2所述的液态锂离子电池制造方法，其特征在于：
所述均匀分布的孔，相互间的中心距为0.1mm-20mm。
5.如权利要求3所述的液态锂离子电池制造方法，其特征在于：
所述均匀分布的孔，相互间的中心距为0.1mm-20mm。
6.如权利要求1所述的液态锂离子电池制造方法，其特征在于：
步骤①中，所述铝箔厚度为5-30μm。
7.如权利要求1所述的液态锂离子电池制造方法，其特征在于：
步骤②中，所述铜箔厚度为5-30μm。
8.如权利要求1至7中任一项所述的液态锂离子电池制造方法，其特征在于：
步骤①和②中，所述各孔采用激光制造出来。
9.如权利要求1至7中任一项所述的液态锂离子电池制造方法，其特征在于：
步骤①和②中，所述各孔采用机械方法制造出来。
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