[發明專利]一種高倍率電池的制備方法

有效

• 申請號: 202011493526.X
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112467225B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 盧燦生;陳邦義
• 申請（專利權）人: 湖南美尼科技有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0587;H01M10/052;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市盈科律師事務所 11344
• 代理人: 諶杰君

本發明公開了一種高倍率電池的制備方法，制備正極漿料：按比例稱取正極導電材料、正極粘結劑、正極導電劑、孔隙調節劑，稱取上述原料后，加入輔助溶劑,通過真空攪拌機混料得到正極漿料；制備負極漿料：按比例稱取負極導電材料、負極導電劑、增稠劑，負極粘結劑、孔隙調節劑，加入輔助溶劑,通過真空攪拌機混料得到負極漿料；制備電解液：按比例稱取鋰鹽、溶劑、添加劑；電芯制作：按指定設計的工藝流程制備鋰電池電芯；本申請的制備方法制備條件簡單，無需超高溫環境，對生產條件要求較低，生產成本低；同時制備出帶有空隙的鋰電池電芯，高倍率充放電性能優越，在高倍率充、放電時能維持在較高的保持率。

技術領域

本發明涉及鋰電池領域，具體涉及一種高倍率電池的制備方法。

背景技術

“鋰電池”是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N.Lewis提出并研究。20世紀70年代時，M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高。隨著科學技術的發展，鋰電池已經成為了主流。

其中倍率性能提升是電芯開發中較為常見的一個課題，常規手段大體上可以分為選擇倍率型正負極材料、提升導電劑含量、選擇高電導率電解液、降低面密度、引入高性能導電劑以及不同導電劑的復配、降低壓實密度等。原理上講，倍率性能取決于電芯的內阻，而內阻又可分為電子電阻和離子電阻。電子電阻相對容易控制，而離子電阻則受很多因素的影響，相對難控一些。常規的電子電阻的控制方式，就是增加正負極配方里面的導電劑，以此來提升倍率性能。測試數據顯示，當導電劑含量超過一定數值以后，電子電阻將不再降低。

同時孔隙調節在鋰離子電池領域也有一定的應用開發。引入造孔劑是其中的一種技術手段。例如，專利CN108767195A引入造孔劑調節硅基負極的孔隙結構，以容納硅負極在充電過程中的體積膨脹，改善循環性能。也有在隔膜表面涂覆陶瓷涂層引入造孔劑的案例(CN111769237A)、負極材料制備引入造孔劑的案例(CN101908627A)。

孔隙調節一方面豐富了極片中的孔道結構，有利于電解液的浸潤。另一方面，孔隙的增加有利于鋰離子的擴散，可有效提升大倍率情況下離子擴散速度，降低濃差極化，有效緩解大倍率或低溫情況下因計劃導致的電壓溝現象。

目前常規的提高倍率性能的方式是-采用增加導電劑含量或者降低面密度的方式，雖然可提高倍率性能，但在能量密度方面會有犧牲，成本方面也會有所增加。在大倍率放電或者低溫放電情況下仍然會存在電壓溝的現象。

發明內容

針對上述問題，本發明旨在提供一種通過調節極片孔隙結構改善倍率性能的高倍率電池的制備方法。

為實現該技術目的，本發明的方案是：一種高倍率電池的制備方法，具體制作步驟如下：

第一步，制備正極漿料：按照質量百分比稱取90-95％正極導電材料、1.0-2.5％正極粘結劑、1.5-4.5％正極導電劑、0.1-3％孔隙調節劑，稱取上述原料后，加入輔助溶劑,通過真空攪拌機混料得到正極漿料；

第二步，制備負極漿料：按照質量百分比稱取90-96％負極導電材料、0.5-2.5％負極導電劑、0.8-2.0％增稠劑，1.0-3.5％負極粘結劑、 0.2-5％孔隙調節劑，加入水溶解,通過真空攪拌機混料得到負極漿料；

第三步，制備電解液：按照質量百分比加入12-13％鋰鹽、75-86％溶劑、2-5％添加劑；

第四步，電芯制作：按指定設計的工藝流程制備鋰電池電芯；

當制作方形電芯時，電芯制作流程為：涂布-輥壓-制片-烘烤-疊片-裝配-注液-化成-補液封口；

當制作軟包電芯時，電芯制作流程為：涂布-輥壓-制片-烘烤-疊片-裝配-注液-化成-封口；