[發(fā)明專利]一種高能量密度方形疊片鋰離子電池及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010128619.6 | 申請日： | 2020-02-28 |
| 公開（公告）號： | CN111477771A | 公開（公告）日： | 2020-07-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張翔;王可;張寶 | 申請（專利權(quán)）人： | 合肥國軒高科動力能源有限公司 |
| 主分類號： | H01M2/02 | 分類號： | H01M2/02;H01M2/04;H01M2/22;H01M2/26;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/0585 |
| 代理公司： | 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115 | 代理人： | 韓燕 |
| 地址： | 230011 安*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 高能量 密度 方形 鋰離子電池 及其 制備 方法 | ||
1.一種高能量密度方形疊片鋰離子電池，其特征在于：包括有方形鋁殼、設(shè)置于方形鋁殼內(nèi)的疊片電芯和電解液、以及連接于方形鋁殼頂端的一體式蓋板，所述的疊片電芯設(shè)置于方形鋁殼和一體式蓋板連接形成的封閉腔內(nèi)，所述的疊片電芯包括有多個磷酸鐵鋰正極片、多個石墨負(fù)極片和多個雙面涂膠隔膜，所述的多個磷酸鐵鋰正極片和多個石墨負(fù)極片相互交叉重疊設(shè)置且每個磷酸鐵鋰正極片與相鄰的石墨負(fù)極片之間采用對應(yīng)的雙面涂膠隔膜粘接固定，所述的多個磷酸鐵鋰正極片上的正極極耳相互重疊，多個石墨負(fù)極片上的負(fù)極極耳相互重疊，正極極耳和負(fù)極極耳之間不重疊且均朝向一體式蓋板與一體式蓋板電連接；所述的磷酸鐵鋰正極片和石墨負(fù)極片中均以高電子導(dǎo)電性的石墨烯作為導(dǎo)電助劑，磷酸鐵鋰正極片中的磷酸鐵鋰、石墨烯和聚偏氟乙烯的質(zhì)量配比為96-98:1-2:1-2，石墨負(fù)極片中的石墨、石墨烯和聚四氟乙烯的質(zhì)量配比為96-98:1-2:1-2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能量密度方形疊片鋰離子電池，其特征在于：所述的涂膠隔膜包括聚乙烯材質(zhì)基膜和涂覆于聚乙烯材質(zhì)基膜兩表面上的涂膠層，聚乙烯材質(zhì)基膜的厚度為10-16微米，每層涂膠層的厚度均為1-2微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能量密度方形疊片鋰離子電池，其特征在于：所述的磷酸鐵鋰正極片、石墨負(fù)極片和涂膠隔膜均被裁切成矩形片狀，涂膠隔膜的長和寬均比石墨負(fù)極片多2-3毫米，石墨負(fù)極片的長和寬均比磷酸鐵鋰正極片多2-3毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能量密度方形疊片鋰離子電池，其特征在于：所述的一體式蓋板包括有蓋板本體、固定于蓋板本體上端面上的正極柱和負(fù)極柱、固定連接于蓋板本體下端面上的正極連接片和負(fù)極連接片，所述的正極柱通過正極連接片與磷酸鐵鋰正極片的正極極耳連接，所述的負(fù)極柱通過負(fù)極連接片與石墨負(fù)極片的負(fù)極極耳連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高能量密度方形疊片鋰離子電池，其特征在于：所述的正極連接片包括有三層均與正極柱連接的鋁質(zhì)薄片，第一層和第三層鋁質(zhì)薄片分別貼合在疊片電芯正極極耳的兩端，第二層鋁質(zhì)薄片插入疊片電芯中部的兩個正極極耳之間且與兩個正極極耳貼合，且鋁質(zhì)薄片均與貼合的正極極耳經(jīng)超聲焊接結(jié)合；所述的負(fù)極連接片包括有三層均與負(fù)極柱連接的銅質(zhì)薄片，第一層和第三層銅質(zhì)薄片分別貼合在疊片電芯負(fù)極極耳的兩端，第二層銅質(zhì)薄片插入疊片電芯中部的兩個負(fù)極極耳之間且與兩個負(fù)極極耳貼合，且銅質(zhì)薄片均與貼合的負(fù)極極耳經(jīng)超聲焊接結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能量密度方形疊片鋰離子電池的制備方法，其特征在于：具體包括有以下步驟：
(1)、正極合漿：將磷酸鐵鋰、石墨烯和聚偏氟乙烯按照質(zhì)量配比混料，以N-甲基吡咯烷酮作為分散劑，漿料固含量保持在60-65％；負(fù)極合漿：將石墨、石墨烯和聚四氟乙烯按照質(zhì)量配比混料，漿料固含量保持在50-55％；然后將正負(fù)極漿料過篩后進(jìn)行涂布工序；
(2)、正極漿料均勻地涂布在涂炭鋁箔上，負(fù)極漿料均勻地涂布在涂炭銅箔上片，然后涂布后的涂炭鋁箔和涂炭銅箔均于90-110攝氏度真空烘箱中烘烤8-12小時；烘干后的涂炭鋁箔經(jīng)輥壓、裁切得到磷酸鐵鋰正極片，烘干后的涂炭銅箔經(jīng)輥壓、裁切得到石墨負(fù)極片；
(3)、將多個磷酸鐵鋰正極片、多個石墨負(fù)極片和多個雙面涂膠隔膜進(jìn)行疊片處理后，使用耐高溫膠帶約束緊，經(jīng)6-8兆帕壓力和60-80攝氏度條件下熱壓處理30-40秒，即得熱壓粘實的疊片電芯；
(4)、將疊片電芯置于方形鋁殼內(nèi)并與一體式蓋板電連接，然后一體式蓋板與方形鋁殼頂端進(jìn)行激光焊接密封后進(jìn)行除水、灌注電解液后得方形疊片鋰離子電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述的負(fù)極合漿是將石墨烯粉末于球磨機(jī)中混料球磨5-10小時，球磨轉(zhuǎn)速500-600轉(zhuǎn)/分鐘，然后向球磨后的石墨烯分散液中加入石墨和聚四氟乙烯微乳液勻漿處理得到負(fù)極漿料。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述的正負(fù)極漿料過120-150目篩網(wǎng)篩去除大塊顆粒后進(jìn)行涂布工序。
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