[發明專利]一種改善鋰離子電池極片浸潤性的方法

有效

• 申請號: 201910539179.0
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110416632B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 王雙雙;朱鋼立;李新峰
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M10/0587
• 分類號: H01M10/0587;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 黃少波;金凱

本發明涉及一種改善鋰離子電池極片浸潤性的方法，在鋰離子電池極片的卷繞工序中，于卷芯內部的負極片和隔膜之間引入一段浸潤薄膜，形成負極片、浸潤薄膜、隔膜、正極片依次貼合的卷芯結構，所述浸潤薄膜為氧化鋁或導電劑類材料；本發明在不易浸入電解液的卷芯的內部引入浸潤薄膜，而在卷芯外部易吸收電解液的部位不引入浸潤薄膜，可以實現以最少的吸液保液材料達到最大的吸液保液效果，避免了材料浪費，也減少了活性物質的損失；引入的浸潤薄膜可以實現對電解液良好的浸潤和保液性，從而實現電芯極片的有效浸潤，避免極片浸潤不充分，提升了電芯注液效率及循環過程中極片的浸潤性，從而有效提高了電池產品性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種改善鋰離子電池極片浸潤性的方法。

背景技術

目前，對于電池能量密度提升的方式主要是兩個方面：一是PACK成組效率的提升，不同的電池型號及尺寸大小會影響模組成組效率；二是提高單體電芯的能量密度，電芯材料體系、電池結構設計、電池尺寸等會影響單體電芯的能量密度。

為了實現高能量密度的電池設計，電池的尺寸選擇、型號選擇都非常重要；相同的化學體系條件下，尺寸越大的電池設計相應的結構件占比小能量密度越容易做高，同樣對于PACK成組效率也有正影響，但大尺寸電芯對于工序的制程能力要求也會越高；相同的電芯尺寸條件下，材料體系的提升對于能量密度的提升也較明顯，高容高壓的正極片、負極片材料，其加工制程要求也會越高，尤其是壓實密度的提升對于注液浸潤工序的影響較大；對于這種電芯尺寸選擇、電芯結構設計、材料體系等本征特性導致的制程問題，除進行工藝參數優化外，卷芯結構的優化也是實現電芯應用價值的有效途徑。

為提升電芯的單體能量密度，會選擇使用大尺寸結構、高容高壓材料體系，但這種電芯材料體系及結構設計對于注液工序的效率有直接的負面影響，特別是卷芯內部的極片浸潤性較差，卷芯制作至注液工序時，電解液易在卷芯外部實現浸潤，卷芯內部則不易進行浸潤，導致卷芯內部的電解液匱乏，容易造成負極片片析鋰或者黑斑等問題；而一般提升電芯極片浸潤性的方式是在合漿的過程中加入吸液保液性好的材料，但是通常這種材料的導電性不好，且加入后會降低活性物質的比例，影響電池性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改善鋰離子電池極片浸潤性的方法，可以通過引入最少的吸液保液材料而達到最大的吸液保液作用。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種改善鋰離子電池極片浸潤性的方法，在鋰離子電池極片的卷繞工序中，于卷芯內部的負極片和隔膜之間引入一段浸潤薄膜，形成負極片、浸潤薄膜、隔膜、正極片依次貼合的卷芯結構，所述浸潤薄膜為氧化鋁或導電劑類材料。

優選的，所述浸潤薄膜為石墨烯、碳管、碳纖維或超導炭黑材料。

優選的，所述浸潤薄膜的比表面積為50-300m²/g。

優選的，所述的于卷芯內部的負極片和隔膜之間引入一段浸潤薄膜的具體方法為：將浸潤薄膜通過吸附力粘附于隔膜上，卷繞過程中，浸潤薄膜隨隔膜同步轉動卷繞進入卷芯內部，同時浸潤薄膜與負極片貼合，待卷繞到預定長度后，切斷浸潤薄膜，形成負極片、浸潤薄膜、隔膜、正極片依次貼合的卷芯內部結構；卷芯外部結構繼續以負極片、隔膜、正極片的形式層層卷繞在一起。

優選的，所述浸潤薄膜的引入位置為卷芯內部的電解液匱乏位置。

優選的，所述浸潤薄膜的尺寸與卷芯結構尺寸相匹配。

優選的，該方法適用于圓柱形卷芯或方形卷芯。

本發明的有益效果在于：