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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池制造,特别涉及一种长贮存寿命锂离子电池制造方法。
技术介绍
1、电池寿命根据不同的使用方式主要分为日历寿命和贮存寿命。日历寿命是指电池从生产之日起到电池报废的时间,包括电池使用和静置时间;贮存寿命是指电池在一定荷电状态和温度下贮存后性能衰减至规定容量所用的时间。
2、由于应用领域不同,民用领域多考虑日历寿命,军事领域对电池贮存寿命更为关注。军用电池在生产后,可能要存放很长一段时间才会使用,因此需要电池自放电率低,可长时间贮存。
3、目前主要的军用电池为热电池和银锌电池,由于有独特的激活系统,其具备5~10年以上贮存寿命,期间无需进行电池维护。另外,锂离子电池因其较高能量密度和功率密度、无需激活、以及低成本的优势,在军用电池方面具有良好的应用前景。但是,目前锂离子电池月自放电率大部分在2%以上,如果长期贮存,自放电影响叠加导致容量减少,则可能因容量过低而无法满足军用装备的使用要求,后果不堪设想。因此,改善锂离子电池贮存性能,将促进军用装备电源技术进步。
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,以延长锂离子电池的贮存寿命。
2、本方案中的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,包括以下步骤:
3、步骤一、负极浆料的制备:将负极材料与氧化石墨烯、导电剂、粘接剂混合,混合均匀后分散于溶剂中,形成稳定负极浆料;其中,负极材料占比:87%~95%,氧化石墨烯占比:0.1%~0.5%,导电剂占比:2.
4、步骤二、负极极片的制备:将所述负极浆料均匀涂覆在铜箔两面,涂覆载量为2.4g/100cm2~4.6g/100cm2,烘干后经辊压、分切得到负极极片,辊压后的极片厚度为85μm~180μm;辊压压力范围为1mpa~10mpa;
5、步骤三、对正极极片和负极极片进行干态电芯装配,干态电芯装配完成后进行注液、化成、分容,得到所述长贮存寿命锂离子电池。
6、本方案的工作原理及其有益效果:制备负极浆料时选用氧化石墨烯作为成分之一,由于氧化石墨烯表面含有大量-oh、-cooh、-o-等官能团,有助于形成更为稳定的sei膜。此外,氧化石墨烯还会在负极材料颗粒表面或者负极极片表面形成一层包覆层,降低高荷电态下嵌锂态负极材料与电解液之间发生的副反应,进而提高贮存性能。
7、进一步,所述负极材料选自天然石墨、人造石墨、硅、硅碳和氧化硅中的至少一种。
8、进一步,所述负极材料为人造石墨。
9、进一步,所述负极浆料制备中,粘接剂选用羧甲基纤维素钠(cmc)、丁苯乳胶(sbr)、聚丙烯腈(pan)和聚丙烯酸(paa)中的至少一种。
10、进一步,所述负极浆料制备中,溶剂选用去离子水。
11、进一步,所述正极极片通过以下方式制备:
12、步骤一、正极浆料的制备:将正极材料与导电剂、粘接剂混合,混合均匀后分散于溶剂中,形成稳定正极浆料;其中,正极材料占比:87%~95%,导电剂占比:3%~9%,粘接剂占比2%~4%;所述正极材料选自磷酸铁锂、钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种;
13、步骤二、正极极片的制备:将所述正极浆料均匀涂覆在铜箔两面,涂覆载量为1.2g/100cm2~2.3g/100cm2,烘干后经辊压、分切得到正极极片,辊压后的极片厚度为85μm~180μm;辊压压力范围为5mpa~15mpa。
14、进一步,所述正极材料选自镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂中的至少一种。
15、进一步,所述正极浆料制备中,粘接剂选用聚偏氟乙烯(pvdf)。
16、进一步,所述正极浆料制备中,溶剂选用n-甲基吡咯烷酮(nmp)。
17、进一步,所述导电剂选用导电石墨、碳纳米管、石墨烯和导电炭黑中的至少一种。
18、进一步,所述导电剂选用碳纳米管和导电炭黑中的至少一种。
19、本申请中,正极极片和负极极片的制备过程中,烘干温度均采用100℃~120℃的常规设置温度,烘烤时间范围为48h~96h;分切时,负极极片尺寸为(750mm~1100mm)×(59mm~65mm);正极极片尺寸为(650mm~980mm)×(57mm~64mm)。
20、化成、分容工序如下:
21、1.将完成注液封口的电池进行预充;
22、2.上述预充方法为将完成注液封口的电池立即采用(设计容量×0.1)的电流值恒流充电10min~20min;
23、3.将上述完成预充的电池在45℃高温箱内静置24h~48h;
24、4.将上述完成高温静置的电池以(设计容量×0.1)的电流值恒流或恒流恒压方式充电至4.1v~4.2v;
25、5.将上述完成充电的电池以(设计容量×0.1)的电流值恒流放电至2.5v~3.0v;
26、6.重复上述(4)和(5)步骤3次;
27、7.上述完成3次充放电的电池进行容量筛选,将3次平均放电容量离差超过设计容量±4%或者第三次充放电效率低于98%的电池剔除;
28、8.将上述筛选合格的电池以(设计容量×0.1)~(设计容量×0.2)的电流值恒流或恒流恒压方式充电至4.1v~4.2v;
29、9.将上述充满电的电池在55℃高温箱内静置7天;
30、10.将上述高温静置7天的电池在室温平衡4h后对电池开压进行检测,开压高于4.070v电池为合格电池;
31、11.将上述合格的电池以(设计容量×0.1)的电流值以恒流或恒流恒压方式充电至4.1v~4.2v,即可得到长贮存寿命锂离子电池。
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1.一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述负极材料选自天然石墨、人造石墨、硅、硅碳和氧化硅中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述负极材料为人造石墨。
4.根据权利要求3所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述负极浆料制备中,粘接剂选用羧甲基纤维素钠、丁苯乳胶、聚丙烯腈和聚丙烯酸中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述负极浆料制备中,溶剂选用去离子水。
6.根据权利要求1~5任一项所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述正极极片通过以下方式制备:
7.根据权利要求6所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述正极浆料制备中,粘接剂选用聚偏氟乙烯。
8.根据权利要求7所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述正极浆料制备中,溶剂选用N-甲基吡咯烷酮
9.根据权利要求8所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述导电剂选用导电石墨、碳纳米管、石墨烯和导电炭黑中的至少一种。
10.一种长贮存寿命锂离子电池,其特征在于:由权利要求1~5以及权利要求7~9任一项所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述负极材料选自天然石墨、人造石墨、硅、硅碳和氧化硅中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述负极材料为人造石墨。
4.根据权利要求3所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述负极浆料制备中,粘接剂选用羧甲基纤维素钠、丁苯乳胶、聚丙烯腈和聚丙烯酸中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种长贮存寿命锂离子电池制造方法,其特征在于:所述负极浆料制备中,溶剂选用去离子水。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:王储,冉昕昕,王庆杰,徐星,张红梅,
申请(专利权)人:贵州梅岭电源有限公司,
类型:发明
国别省市:
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