[發(fā)明專利]一種鋰離子電池負(fù)極極片的預(yù)處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610080455.8
• 申請(qǐng)日: 2016-02-05
• 公開（公告）號(hào): CN107046122B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉琪;高光斌;劉建波;朱振文;賈飛溫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 渭南宇動(dòng)新能源科技有限公司;劉琪;高光斌
• 主分類號(hào): H01M4/139
• 分類號(hào): H01M4/139;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務(wù)所
• 代理人: 羅笛

本發(fā)明公開的一種鋰離子電池負(fù)極的預(yù)處理方法，采用預(yù)處理劑對(duì)冷壓后的鋰離子電池負(fù)極極片進(jìn)行預(yù)處理，而后將處理后的負(fù)極極片放入烘箱干燥，得到預(yù)處理負(fù)極極片。本發(fā)明方法使得鋰離子電池負(fù)極提前發(fā)生膨脹，進(jìn)而使得鋰離子電池在注液后不再膨脹，使得鋰離子電池制備過程中總的膨脹率降低，提高了鋰離子電池的能量密度；同時(shí)由于提前膨脹使得鋰離子電池中存在較多通孔，也避免了鋰離子電池注液過程中可能發(fā)生的漲液?jiǎn)栴}。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)電源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋰離子電池負(fù)極極片的預(yù)處理方法。

背景技術(shù)

自1991年鋰離子電池問世以來，綠色能源的應(yīng)用已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，也潛移默化的改變著人們的生活理念。技術(shù)的進(jìn)步解決了鋰離子電池技術(shù)上的一個(gè)個(gè)難題，應(yīng)用范圍也從最初的消費(fèi)電子擴(kuò)展到今天的汽車等行業(yè)。目前鋰離子電池體積能量密度大概在550～600Wh/L，伴隨材料和工藝的進(jìn)步，鋰電池能量密度仍在以每年6％左右的增幅增長(zhǎng)。但隨著石墨負(fù)極材料越來越接近理論克容量、正極材料電壓越來越難以提高，可以預(yù)見目前的電化學(xué)體系下，大約3～5年之后，鋰電池的能量密度將到達(dá)一個(gè)無法逾越的屏障。

現(xiàn)階段提升鋰電池能量密度的主要手段有：(1)采用石墨作為負(fù)極材料，目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)克容量365mAh/g以上的人造石墨樣品，易于壓實(shí)，性能良好，但這基本上屬于石墨可以做到的上限，而硅碳等新型負(fù)極材料還不成熟，存在各種難以解決的難題；(2)提高鈷酸鋰正極材料的電壓提高，4.4V鈷酸鋰正極材料已經(jīng)全面投入使用，但4.45V及以上電壓使用時(shí)則遇到很大的困難，高電壓的鈷酸鋰正極材料循環(huán)差、安全性能也難以滿足要求，三元材料克容量低，鎳酸鋰結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，正極材料的改進(jìn)已經(jīng)到達(dá)瓶頸期；(3)降低各類集流體、隔離膜厚度，雖然可以直接提升鋰電池能量密度，但對(duì)鋰電池安全產(chǎn)生不可估量的影響；(4)工藝改進(jìn)，改進(jìn)設(shè)備和工序，提高電芯一致性，但需要更換先進(jìn)設(shè)備，投資巨大，改善效果有限。

體積能量密度和電芯容量、電芯平臺(tái)電壓、電芯體積三個(gè)因素有關(guān)，電芯容量和電芯平臺(tái)電壓在化學(xué)體系確定的情況下無法改變，因此，我們需要盡可能降低電芯出貨時(shí)的體積，即降低電芯的出貨厚度，而這取決于鋰離子電池負(fù)極從冷壓到出貨的厚度膨脹率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池負(fù)極的預(yù)處理方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在提高鋰離子電池能量密度的所存在的石墨負(fù)極材料越來越接近理論克容量、正極材料電壓越來越難以提高，導(dǎo)致電池能量密度難以提高的問題，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，對(duì)冷壓后的鋰離子電池負(fù)極進(jìn)行預(yù)處理，以消除極片內(nèi)應(yīng)力，使其提前反彈，達(dá)到降低負(fù)極極片膨脹，提高電芯體積能量密度的目的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，采用預(yù)處理劑對(duì)冷壓后的鋰離子電池負(fù)極極片在預(yù)處理設(shè)備上按照相應(yīng)的預(yù)處理方法進(jìn)行處理，將處理后的負(fù)極極片放入烘箱干燥，得到預(yù)處理負(fù)極極片。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

其中預(yù)處理劑為去離子水、N-甲基吡咯烷酮、無水乙醇或丙酮中的一種。

其中預(yù)處理設(shè)備為浸漬設(shè)備。

其中預(yù)處理方法為浸漬法，具體處理步驟是：

步驟1、將預(yù)處理劑放入漿槽中，保持漿槽溫度20～25℃；

步驟2、將待處理極片放在浸漬設(shè)備上，浸漬驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)放卷軸、上導(dǎo)向輥和下導(dǎo)向輥轉(zhuǎn)動(dòng)，極片在下導(dǎo)向輥的作用下浸漬在漿槽的預(yù)處理劑中，其中浸漬驅(qū)動(dòng)輥的運(yùn)轉(zhuǎn)速度為30～50r/min，極片和預(yù)處理劑的固液比為1：10～20；

步驟3、浸漬后的極片通過轉(zhuǎn)向輥的作用送入烘箱烘燥后再次由轉(zhuǎn)向輥送入入烘箱烘燥，烘箱溫度為50～120℃。

步驟4、從烘箱底部送出的極片經(jīng)浸漬驅(qū)動(dòng)輥和收卷軸的作用送出浸漬設(shè)備，完成浸漬。

其中預(yù)處理設(shè)備為噴涂設(shè)備。