[發明專利]一種耐振動鋰離子電池的制造方法

有效

• 申請號: 201210361484.3
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN103682447A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 沈濤;王興威;唐琛明;黃鐘琪;夏樹強;陳睿;張建忠;張勤;黃衛琴;張慕容
• 申請（專利權）人: 江蘇海四達電源股份有限公司;江蘇省新動力電池及其材料工程技術研究中心有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M2/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種耐振動鋰離子電池的制造方法。

【背景技術】

1990年，SONY公司率先在實驗室推出以LiCoO₂為正極材料的鋰離子二次電池，并于1991年開始產業化。十幾年來鋰離子二次電池快速發展，憑借其比能量高、循環壽命長、自放電小、輸出電壓高、綠色無污染等優勢，技術發展速度迅猛。產品市場占有率上升速度是迄今為止任何一種化學電池所無法比擬的，一躍成為目前世界電池市場風頭最勁的電池產品。據統計，全球鋰離子電池的銷售額已經超過了鎳氫、鎳鎘電池的總和。

目前電動工具領域發展很快，從單一功能的電動工具發展到新型多功能的電動工具，這種工具電機為偏心電機，使用時具有很高的振動頻率，通過高頻振動實現其切、割、刮、撞擊等功能。根據設計要求，其電源必須具有極強的耐振動要求。但普通動力型鋰離子電池雖然能滿足一般標準的要求，但不能滿足長時間高頻振動的要求，尤其在250Hz以上頻率下縱向振動，使用幾次有容易出現電池失效，無法滿足新型多功能工具的要求。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種耐振動的鋰離子電池的制造方法，該圓柱形鋰離子電池中包含正極、負極、隔膜和電解液。該方法的特點是電池正極極耳采用耐折度≥5次的鋁極耳，防止電池在振動時極耳斷裂；將正極極耳設計在極片中間，防止電池在振動時極耳膠帶脫開造成正極極耳與鋼殼接觸使電池短路；將卷繞后極組除去終止膠帶，極組入殼后用專用機械處理，將極組在鋼殼內部漲開，使其與鋼殼緊配，防止電池在振動時極組與鋼殼的相對運動；電池2次點底防止底部極耳與鋼殼在振動時脫開影響電池的正常使用，再經過滾槽、注液、封口、化成等工藝制備成耐振動鋰離子電池。

通過的途徑分述如下：

1.正極極耳采用耐折度≥5次的鋁極耳。用MIT耐折度儀上測試，彈簧張力設計為9.8N。目前國內常用的鋁極耳耐折度在2-3次，也有好的鋁極耳耐折度在5次以上。本方法選擇耐折度在5次以上的極耳作為正極極耳。可以有效防止電池在振動時由于極耳疲勞振動而引起的極耳斷裂，使電池失效不能正常使用。

2.將正極極耳設計在極片的中間。由于動力型鋰離子電池要求電池具有連續高倍率放電的能力，因此極耳設計一般都設計成多極耳。如果正極極耳在卷繞后布置在極組最外面，極耳上面都貼有絕緣膠帶，電池在振動時容易造成膠帶脫開或磨損，從而使正極極耳與鋼殼滾槽處接觸，造成電池短路失效。

3.將卷繞后極組除去終止膠帶，入殼后用專用機械在轉動頻率20-55Hz、位移為0.2-1.0mm條件下處理5-30min，將極組在鋼殼內部漲開，使其與鋼殼緊配，防止電池在振動時極組與鋼殼的相對運動，防止極耳斷裂。振動頻率小、振幅小、振動時間短達不到效果，振動頻率大、振幅大、振動時間長會導致極片掉粉，造成電池內部短路而使電池失效。

本發明所提供的一種耐振動鋰離子電池生產工藝技術包括：

1.負極電極的制備：

將石墨作為負極活性物質，導電石墨作為添加劑，PVdF作為粘結劑，用NMP做溶劑，經過一定時間的高速攪拌制得負極漿料，均勻地涂布在銅箔的兩面，烘干后制得負電極。

2.正極電極的制備：

(1)制漿：正電極漿料的組成(wt％)為：專用溶劑40-80、粘結劑(PVdF)2-12、導電材料(碳黑、石墨等)作添加劑1-8、粉末狀的正極活性物質(鋰鈷氧化物LiCoO₂、鋰鎳氧化物LiNiO₂、鋰鈷鎳氧化物LiCoNiO₂、鋰錳氧化物LiMn₂O₄，、鎳鈷錳鋰氧化物LiNi_xCo_yMn_zO₂、鋰鎳錳氧化物LiNi_xMn_yO₂或鋰鐵磷酸鹽LiFePO₄等的一種或幾種)30-50。將專用溶劑、粘結劑和導電添加劑分別與粉末狀的正極活性物質混合，經高速攪拌均勻、真空制得。

(2)涂布：將正極漿料均勻地涂布在鋁箔的兩面，烘干后制得正電極。

3.卷繞組裝：將事先設計好的正極、隔膜、負極、隔膜相互對應卷繞成形，除去終止膠帶后裝入電殼體內組裝成為電池芯。電池殼是圓柱形的；殼體材料質是鋁、不銹鋼、鍍鎳鋼等不限。

4.入殼后用專用機械在轉動頻率20-55Hz、位移為0.2-1.0mm條件下處理5-30min，將極組在鋼殼內部漲開，使其與鋼殼緊配。