一种锂离子电池的制作方法

1.本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是一种锂离子电池的制作方法。


背景技术：

2.传统意义上的锂离子电池是一种可充电电池，依靠锂离子在正负极之间移动来产生电流，在锂离子电池充放电的过程中，锂离子在正负极之间往返嵌入和脱嵌。
3.现有技术中，锂离子电池由电池正负极片、电池隔膜、铝塑膜以及电解液组成；锂离子电池的制造过程一般由负极匀浆、正极匀浆、涂布、碾压、分切、烘烤、卷绕、入壳、点焊、烘烤、注液、清洗、干燥储存、化成等步骤组成；
4.常规的锂离子电池，其负极片上的活性粉料由天然的石墨、丁笨橡胶、超级导电剂、羧甲基纤维酸钠组成，虽然天然石墨由于其价格低廉更广泛使用在锂离子电池的制造过程中，但是由于天然石墨大小颗粒不同，且粒径分布广，需要经过一系列加工处理，锂离子电池想要达到相同的性能，需要耗费更高的成本；
5.因此，针对上述问题提出一种锂离子电池的制作方法。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决上述至少一个问题，本发明提出的一种锂离子电池的制作方法。
7.一种锂离子电池的制作方法，该制作方法包括：
8.步骤s1：将电池正极片、电池负极片、电池隔膜以堆叠、卷绕中的一种方式固定；
9.步骤s2：将固定后的电池正极片、电池负极片、电池隔膜封装于电池壳体铝塑膜中；
10.步骤s3：于封装有电池正极片、电池负极片、电池隔膜的电池壳体铝塑膜中灌入电解液，并进行活性化、化成、封装及成型，制得锂离子电池。
11.优选的，所述电池负极片包括负极活性粉料、铜箔、负极极耳及超级导电剂；所述负极活性粉料为人造石墨材料；所述电池正极片包括正极活性粉料、铝箔、正极极耳、超级导电剂及粘结剂；所述正极活性粉料为磷酸锰铁锂。
12.优选的，所述超级导电剂为super-p、石墨烯及碳纳米管中的一种或多种；所述电池隔膜为pp膜、pe膜及pp+pvdf+陶瓷的混合膜中的一种；所述电池电解液由溶剂、添加剂、锂盐三部分组成。
13.优选的，所述电池负极片中，负极活性粉料包含石墨材料、丁笨橡胶、超级导电剂、羧甲基纤维酸钠，石墨材料比例为92％-96％、丁笨橡胶比例为1％-3％、超级导电剂比例为1％-3％、羧甲基纤维酸钠比例为1％-3％。
14.优选的，所述电池正极片中，正极活性粉料包含磷酸锰铁锂材料、超级导电剂、偏二氟乙烯，其磷酸锰铁锂材料比例为90％-96％、超级导电剂比例为1％-3％、偏二氟乙烯比例为2％-4％。
15.优选的，所述pp膜厚度为3um-25um；所述pe膜厚度为3um-25um；所述pp+pvdf+陶瓷的混合膜厚度为3um-25um。
16.优选的，所述电池电解液溶剂为pp、ep、dec、dmc、ec、pc中的一种或多种组成。
17.优选的，所述电解液添加剂由ps、es、vec、vc中的一种或多种组成；所述电解液锂盐由lipf6、liclo4、litfsi中的一种或多种组成。
18.本发明的有益之处在于：
19.本发明通过系统化的控制锂离子电池加工过程中的细节，包括电池隔膜、正极片、负极片的布置方式，以及对超级导电剂、负极活性层的使用要求；通过系统化要求，通过人工石墨或是天然石墨所制备的锂离子电池，性能上的差别被缩小，成本得到控制，有利于锂离子电池生产企业提高利润率。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
21.图1为本发明一种实施例的制作方法流程图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例一：
24.一种锂离子电池的制作方法，该制作方法包括：
25.步骤s1：将电池正极片、电池负极片、电池隔膜以堆叠、卷绕中的一种方式固定；
26.步骤s2：将固定后的电池正极片、电池负极片、电池隔膜封装于电池壳体铝塑膜中；
27.步骤s3：于封装有电池正极片、电池负极片、电池隔膜的电池壳体铝塑膜中灌入电解液，并进行活性化、化成、封装及成型，制得锂离子电池；其中锂离子电池可制作为方形平面结构，也可制作为曲面结构。
28.作为本发明的一种实施方式，所述电池负极片包括负极活性粉料、铜箔、负极极耳及超级导电剂；所述负极活性粉料为人造石墨材料；所述电池正极片包括正极活性粉料、铝箔、正极极耳、超级导电剂及粘结剂；所述正极活性粉料为磷酸锰铁锂。
29.作为本发明的一种实施方式，所述超级导电剂为super-p、石墨烯及碳纳米管中的一种或多种；所述电池隔膜为pp膜、pe膜及pp+pvdf+陶瓷的混合膜中的一种；所述电池电解液由溶剂、添加剂、锂盐三部分组成；
30.作为本发明的一种实施方式，所述电池负极片中，负极活性粉料包含石墨材料、丁笨橡胶、超级导电剂、羧甲基纤维酸钠，石墨材料比例为92％、丁笨橡胶比例为1％、超级导
电剂比例为1％、羧甲基纤维酸钠比例为1％；
31.作为本发明的一种实施方式，所述电池正极片中，正极活性粉料包含磷酸锰铁锂材料、超级导电剂、偏二氟乙烯，其磷酸锰铁锂材料比例为90％、超级导电剂比例为1％、偏二氟乙烯比例为2％；
32.作为本发明的一种实施方式，所述pp膜厚度为3um；所述pe膜厚度为3um；所述pp+pvdf+陶瓷的混合膜厚度为3um。
33.作为本发明的一种实施方式，所述电池电解液溶剂为pp、ep、dec、dmc、ec、pc中的一种或多种组成，具体为pp材料。
34.作为本发明的一种实施方式，所述电解液添加剂由ps、es、vec、vc中的一种或多种组成，具体为ps材料；所述电解液锂盐由lipf6、liclo4、litfsi中的一种或多种组成，具体为lipf6材料。
35.实施例二：
36.一种锂离子电池的制作方法，该制作方法包括：
37.步骤s1：将电池正极片、电池负极片、电池隔膜以堆叠、卷绕中的一种方式固定；
38.步骤s2：将固定后的电池正极片、电池负极片、电池隔膜封装于电池壳体铝塑膜中；
39.步骤s3：于封装有电池正极片、电池负极片、电池隔膜的电池壳体铝塑膜中灌入电解液，并进行活性化、化成、封装及成型，制得锂离子电池。
40.作为本发明的一种实施方式，所述电池负极片包括负极活性粉料、铜箔、负极极耳及超级导电剂；所述负极活性粉料为人造石墨材料；所述电池正极片包括正极活性粉料、铝箔、正极极耳、超级导电剂及粘结剂；所述正极活性粉料为磷酸锰铁锂。
41.作为本发明的一种实施方式，所述超级导电剂为super-p、石墨烯及碳纳米管中的一种或多种；所述电池隔膜为pp膜、pe膜及pp+pvdf+陶瓷的混合膜中的一种；所述电池电解液由溶剂、添加剂、锂盐三部分组成。
42.作为本发明的一种实施方式，所述电池负极片中，负极活性粉料包含石墨材料、丁笨橡胶、超级导电剂、羧甲基纤维酸钠，石墨材料比例为95％、丁笨橡胶比例为2％、超级导电剂比例为2％、羧甲基纤维酸钠比例为2％。
43.作为本发明的一种实施方式，所述电池正极片中，正极活性粉料包含磷酸锰铁锂材料、超级导电剂、偏二氟乙烯，其磷酸锰铁锂材料比例为94％、超级导电剂比例为2％、偏二氟乙烯比例为3％。
44.作为本发明的一种实施方式，所述pp膜厚度为10um；所述pe膜厚度为10um；所述pp+pvdf+陶瓷的混合膜厚度为10um。
45.作为本发明的一种实施方式，所述电池电解液溶剂为pp、ep、dec、dmc、ec、pc中的一种或多种组成，具体为ep材料。
46.作为本发明的一种实施方式，所述电解液添加剂由ps、es、vec、vc中的一种或多种组成，具体为es材料；所述电解液锂盐由lipf6、liclo4、litfsi中的一种或多种组成，具体为liclo4材料。
47.实施例三：
48.一种锂离子电池的制作方法，该制作方法包括：
49.步骤s1：将电池正极片、电池负极片、电池隔膜以堆叠、卷绕中的一种方式固定；
50.步骤s2：将固定后的电池正极片、电池负极片、电池隔膜封装于电池壳体铝塑膜中；
51.步骤s3：于封装有电池正极片、电池负极片、电池隔膜的电池壳体铝塑膜中灌入电解液，并进行活性化、化成、封装及成型，制得锂离子电池。
52.作为本发明的一种实施方式，所述电池负极片包括负极活性粉料、铜箔、负极极耳及超级导电剂；所述负极活性粉料为人造石墨材料；所述电池正极片包括正极活性粉料、铝箔、正极极耳、超级导电剂及粘结剂；所述正极活性粉料为磷酸锰铁锂。
53.作为本发明的一种实施方式，所述超级导电剂为super-p、石墨烯及碳纳米管中的一种或多种；所述电池隔膜为pp膜、pe膜及pp+pvdf+陶瓷的混合膜中的一种；所述电池电解液由溶剂、添加剂、锂盐三部分组成。
54.作为本发明的一种实施方式，所述电池负极片中，负极活性粉料包含石墨材料、丁笨橡胶、超级导电剂、羧甲基纤维酸钠，石墨材料比例为96％、丁笨橡胶比例为3％、超级导电剂比例为3％、羧甲基纤维酸钠比例为3％。
55.作为本发明的一种实施方式，所述电池正极片中，正极活性粉料包含磷酸锰铁锂材料、超级导电剂、偏二氟乙烯，其磷酸锰铁锂材料比例为96％、超级导电剂比例为3％、偏二氟乙烯比例为4％。
56.作为本发明的一种实施方式，所述pp膜厚度为25um；所述pe膜厚度为25um；所述pp+pvdf+陶瓷的混合膜厚度为25um。
57.作为本发明的一种实施方式，所述电池电解液溶剂为pp、ep、dec、dmc、ec、pc中的一种或多种组成，具体为dec材料。
58.作为本发明的一种实施方式，所述电解液添加剂由ps、es、vec、vc中的一种或多种组成，具体为vec材料；所述电解液锂盐由lipf6、liclo4、litfsi中的一种或多种组成，具体为litfsi材料；
59.实施例四：
60.负极片的制作方法为：将人造石墨、丁笨橡胶、超级导电剂、羧甲基纤维酸钠按95:2:1.5:1.5的比例进行混合；将混合好的粉料放入到搅拌机中，用25hz的公转和2000r/min的自转进行搅拌3h；在搅拌均匀的混合粉按干粉：水为1:1的比例加入去离子水，使用25hz的公转和2000r/min的自转进行搅拌6h；最后将制作好的浆料均匀的涂覆到铜箔上，并焊接上极耳，制作成负极片。
61.正极片的制作方法为：将磷酸锰铁锂材料、超级导电剂、偏二氟乙烯按96:2:2的比例进行混合；将混合好的粉料放入到搅拌机中，用25hz的公转和2500r/min的自转进行搅拌3h；在搅拌均匀的混合粉按干粉：水为1:1的比例加入氮甲基吡咯烷酮，使用25hz的公转和2500r/min的自转进行搅拌6h；将制作好的浆料均匀的涂覆到铜箔上，并焊接上极耳，制作成正极片；
62.使用隔膜将正极片和负极片使用pe隔膜卷绕成电芯，封装于铝塑膜内，并放入烤箱中进行烘烤，等待注液；
63.实施例五：
64.负极片的制作方法为：将石墨、丁笨橡胶、超级导电剂、羧甲基纤维酸钠按95:2:
1.5:1.5的比例进行混合；将混合好的粉料放入到搅拌机中，用25hz的公转和2000r/min的自转进行搅拌3h；在搅拌均匀的混合粉按干粉：水为1:1的比例加入去离子水，使用25hz的公转和2000r/min的自转进行搅拌6h；最后将制作好的浆料均匀的涂覆到铜箔上，并焊接上极耳，制作成负极片。
65.正极片的制作方法为：将磷酸锰铁锂材料、超级导电剂、偏二氟乙烯按96:2:2的比例进行混合；将混合好的粉料放入到搅拌机中，用25hz的公转和2500r/min的自转进行搅拌3h；在搅拌均匀的混合粉按干粉：水为1:1的比例加入氮甲基吡咯烷酮，使用25hz的公转和2500r/min的自转进行搅拌6h；将制作好的浆料均匀的涂覆到铜箔上，并焊接上极耳，制作成正极片；
66.使用隔膜将正极片和负极片使用pe隔膜卷绕成电芯，封装于铝塑膜内，并放入烤箱中进行烘烤，等待注液；
67.具体的，电池隔膜必须包住电池负极片，且电池负极片必须包住电池正极片；超级导电剂层需要介于两层负极活性粉料层之间，且负极活性粉料层需要完全覆盖超级导电剂层；同时，负极活性层需要为偶数层，且满足负极活性层数为超级导电剂层数目再加上两层；正极片与负极片之间的平衡系数必须大于100％；正极材料在制浆时必须使用有机非质子性溶剂；锂离子电池极片生产时湿度必须小于20％rh；锂离子电池注液时露点需小于-55℃。
68.锂电子电池电解液配制：溶剂体系dmc、添加剂体系ps以及锂盐体系lipf6。
69.锂电子电池化成：
70.向实施例四、实例例五中分别注入锂电子电池电解液，于高温45℃老化24h；后使用1kg/cm
2-2kg/cm2，-10kg/cm
2-10kg/cm2压力值对实施例四、实例例五化成；
71.序号工步时间/min电流/ma上限电压/mv下限电压/mv1搁置(slp)2
ꢀꢀꢀ
2恒流充电(cc)200.2c3700 3恒流充电(cc)～0.5c满电状态 4搁置(slp)5
ꢀꢀꢀ
5恒流放电(dc) 0.2c 半电状态
72.利用实施例四、实施例五中材料所制备的电池首次效率表如下：
73.以实施例4制作方法制作的锂电池数量为12个，而以实施例5制作方法制作的锂电池数量为8个；
[0074][0075][0076]
利用实施例四、实施例五中材料所制备的电池倍率性能表如下：
[0077]
序号实施例1c放电效率1485.7％2485.2％3479.8％4483.5％5483.9％6478.5％7482.3％8475.6％9480.4％10490.6％11487.6％12485.3％13582.4％
14575.3％15580.4％16579.1％17575.3％18581.5％19578.6％20575.3％
[0078]
利用实施例四、实施例五中材料所制备的电池自放电性能测试表如下：
[0079]
序号实例mv/h140.043240.045340.058440.057540.06640.037740.055840.045940.0641040.0331140.0371240.0491350.0491450.0511550.0471650.0441750.0631850.0331950.0572050.047
[0080]
利用实施例四、实施例五中材料所制备的电池循环性能如下：
[0081][0082][0083]
从上表可知，负极片制造过程中，石墨与人造石墨所制备的锂离子电池，其在首次效率、电池倍率性能、电池自放电性能以及电池循环性能上的差别均被缩小，由此可得，经过系统化的控制锂离子电池加工工艺，可利用天然石墨代替人造石墨，减少企业制造锂离子电池的成本，且不降低锂离子电池的性能。
[0084]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0085]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

技术特征：
1.一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：该制作方法包括：步骤s1：将电池正极片、电池负极片、电池隔膜以堆叠、卷绕中的一种方式固定；步骤s2：将固定后的电池正极片、电池负极片、电池隔膜封装于电池壳体铝塑膜中；步骤s3：于封装有电池正极片、电池负极片、电池隔膜的电池壳体铝塑膜中灌入电解液，并进行活性化、化成、封装及成型，制得锂离子电池。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述电池负极片包括负极活性粉料、铜箔、负极极耳及超级导电剂；所述负极活性粉料为人造石墨材料；所述电池正极片包括正极活性粉料、铝箔、正极极耳、超级导电剂及粘结剂；所述正极活性粉料为磷酸锰铁锂。3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述超级导电剂为super-p、石墨烯及碳纳米管中的一种或多种；所述电池隔膜为pp膜、pe膜及pp+pvdf+陶瓷的混合膜中的一种；所述电池电解液由溶剂、添加剂、锂盐三部分组成。4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述电池负极片中，负极活性粉料包含石墨材料、丁笨橡胶、超级导电剂、羧甲基纤维酸钠，石墨材料比例为92％-96％、丁笨橡胶比例为1％-3％、超级导电剂比例为1％-3％、羧甲基纤维酸钠比例为1％-3％。5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述电池正极片中，正极活性粉料包含磷酸锰铁锂材料、超级导电剂、偏二氟乙烯，其磷酸锰铁锂材料比例为90％-96％、超级导电剂比例为1％-3％、偏二氟乙烯比例为2％-4％。6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述pp膜厚度为3um-25um；所述pe膜厚度为3um-25um；所述pp+pvdf+陶瓷的混合膜厚度为3um-25um。7.根据权利要求6所述的一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述电池电解液溶剂为pp、ep、dec、dmc、ec、pc中的一种或多种组成。8.根据权利要求7所述的一种锂离子电池的制作方法，其特征在于：所述电解液添加剂由ps、es、vec、vc中的一种或多种组成；所述电解液锂盐由lipf6、liclo4、litfsi中的一种或多种组成。

技术总结
本发明公开了一种锂离子电池的制作方法，该制作方法包括：将电池正极片、电池负极片、电池隔膜以堆叠、卷绕中的一种方式固定；将固定后的电池正极片、电池负极片、电池隔膜封装于电池壳体铝塑膜中；于封装有电池正极片、电池负极片、电池隔膜的电池壳体铝塑膜中灌入电解液，并进行活性化、化成、封装及成型，制得锂离子电池。通过系统化的控制锂离子电池加工过程中的细节，包括电池隔膜、正极片、负极片的布置方式，以及对超级导电剂、负极活性层的使用要求；通过系统化要求，通过人工石墨或是天然石墨所制备的锂离子电池，性能上的差别被缩小，成本得到控制，有利于锂离子电池生产企业提高利润率。利润率。利润率。


技术研发人员：郑举功 罗昊 吴金澈 刘亚明 杨婷
受保护的技术使用者：东华理工大学
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/20