【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池制造，尤其涉及一种电芯的制备方法。
技术介绍
1、随着新能源市场的快速发展，电动汽车对锂离子电池的能量密度要求越来越高，为了提升能量密度，电池厂商从化学体系、内部结构设计即提高内部空间利用率、增大电池尺寸等方面进行提升。
2、方形大单体电芯是一种电池组件，通常用于电动汽车和储能系统等领域。由于方形铝壳电芯较厚，因此电芯内部通常会设计成多个叠片裸电芯或多个卷绕裸电芯。然而，全部由卷绕工艺制得的卷绕裸电芯构成的电芯会存在内阻较大和空间利用率偏低的缺陷，不仅会降低电芯的能量密度，还会影响其他性能的发挥。全部由叠片工艺制得的叠片裸电芯构成的电芯相比于传统的圆形电芯，方形大单体电芯具有更高的能量密度和更好的散热性能。但是随着电芯尺寸越来越大，电芯在使用过程中会产生大量热量，如果不能及时有效地散热，就会导致电池温度过高，从而影响电池性能和寿命，甚至引发安全问题。电芯内部热量快速导出电芯是极大的技术挑战。
3、现有技术当中，电芯散热采用散热片和热散尽管道的方式，但仍存在散热效率不高的情况，因为电池内部的热量很难完全传递到散热片上，而通过在电芯表面涂覆热传导涂层，虽然可以提高热传导效率，但涂层容易脱落，会影响电池的性能，而通过温度控制系统，则会增加电池的复杂度和成本，而通过在电池内部嵌入相变材料，则会增加电池的重量，降低电池的能量密度。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请提供了一种电芯的制备方法，有效解决了电芯的安全性(比如散热和针刺)技术问题。本申请
2、本申请提供一种电芯的制备方法，采用如下技术方案：
3、一种电芯的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将正极活性材料、第一导电剂、第一粘结剂和水混合，得到正极浆料；将所述正极料涂布至正极集流体表面，干燥，得到正极极片；
5、s2、将负极活性材料、第二导电剂、第二粘结剂和水混合，得到负极浆料；将所述负极浆料涂布至负极集流体表面，干燥，得到负极极片；
6、s3、将负极极片、正极极片裁切成对应尺寸的小片，采用z字型叠片，按照隔膜-负极-隔膜-正极的循环顺序，组装成电池极组；
7、s4、将步骤s3组装好的电池极组的两端分别进行焊接正极耳和负极耳，得到多个第二裸芯；
8、s5、将步骤s3组装好的电池极组的两端的一端进行焊接正极耳和负极耳，另一端进行焊接正极耳，得到第一裸芯；
9、s6、将步骤s3组装好的电池极组的两端的一端进行焊接正极耳和负极耳，另一端进行焊接负极耳，得到第三裸芯；
10、s7、将n个第二裸芯沿长度方向并联连接，得到并联的裸芯，再将并联的裸芯的两端分别与第一裸芯和第三裸芯并联连接，采用铝塑膜封装，进行烘烤、注电解液；将电解注电解液后的电芯经历高温静置、常温静置后，将其转移至化成机内，在一定温度内加压后，化成，得到成品电芯。
11、通过采用上述技术方案，在步骤s1和s2中，制备了正极浆料和负极浆料，并涂布至对应的集流体表面，得到正极极片和负极极片。在步骤s3中，将正极极片和负极极片裁切成小片，采用z字型叠片方式组装成电池极组。在步骤s4、s5和s6中，对电池极组进行焊接耳，得到第一裸芯、第二裸芯和第三裸芯。在步骤s7中，将多个第二裸芯沿长度方向并联连接，并与第一裸芯和第三裸芯并联连接，采用铝塑膜封装，进行烘烤、注电解液；将电解注电解液后的电芯经历高温静置、常温静置后，将其转移至化成机内，在一定温度内加压后，化成，得到成品电芯。本申请通过采用将裸芯沿长度方向并联连接，并采用铝塑膜封装，减小针刺测试时产生的大电流，提升成品电芯针刺通过率，同时能够有效散热，解决常规方形大单体电芯的散热问题。随着并联的裸芯数量增加，电芯的容量增加，可获得大容量电池。本申请的制备方法简单，操作方便、生产效率高，不受生产设备的限制，采用现有的生产设备即可满足生产要求，适合大规模生产。本申请制备的电芯的安全性能高、散热性能优异，按照gb/t31485-2015的标准，针刺通过率为100％，同时兼顾电性能，可获得大容量电池。
12、优选的，在步骤s7中，所述n个第二裸芯中的n的范围≥2。
13、通过采用上述技术方案，所述n个第二裸芯中的n的范围≥2，意味着在并联连接裸芯的过程中，至少需要两个第二裸芯进行并联。这样做的目的是通过增加并联的裸芯数量来提高电芯的总容量，因为每个裸芯都有一定的能量存储能力，将它们并联起来可以使得总的能量存储能力得到提升。此外，通过并联多个裸芯，可以在保持单个裸芯尺寸不变的情况下，实现大容量电池的设计。这种设计方式有助于解决传统大单体电芯在散热方面的局限性，因为较小的裸芯更容易实现有效的散热管理。通过并联更多的裸芯，可以显著增加电池的总容量，满足对大容量电池的需求。较小的裸芯在遭受外部物理冲击(如针刺)时，其影响范围有限，不会导致整个电池系统失效，从而提高了电池的安全性能。较小的裸芯具有更大的表面积与体积比，有助于热量的快速散发，改善电池的散热性能。根据不同的应用需求，可以通过调整并联裸芯的数量来灵活设计电池的容量和形状，适应不同的产品需求。由于采用了现有的生产设备和技术，这种方法可以在不影响生产效率的前提下，实现电池性能的提升和成本的控制。综上所述，n的范围≥2在本申请中的作用是为了确保电池系统具有足够的容量、安全性、散热性能以及设计的灵活性和可扩展性。
14、优选的，在步骤s1中，所述正极活性材料为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂中的一种或多种，所述正极活性材料颗粒粒径范围为100-250nm；所述第一导电剂为导电剂super p、导电石墨和石墨烯中的一种或多种；所述第一粘结剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸和聚四氟乙烯中的一种或多种；所述正极集流体为铝箔；所述正极浆料的固含量为30-50％。
15、优选的，在步骤s1中，所述正极活性材料、所述第一导电剂和所述第一粘结剂的质量比为(90-98):(1-5):(1-5)，所述将所述正极料涂布至正极集流体表面的涂布厚度均为80μm-170μm。
16、优选的，在步骤s2中，所述负极活性材料为硅碳材料、氧化亚硅材料和无定形碳中的一种；所述负极活性材料的d50为100nm-300nm；所述第二导电剂为导电剂super p、导电石墨和石墨烯中的一种或多种；所述第二粘结剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸和聚四氟乙烯中的一种或多种；所述负极集流体为涂炭铜箔；所述负极浆料的固含量为30-50％。
17、优选的，在步骤s2中，所述负极活性材料、所述第二导电剂和所述第二粘结剂的质量比为(80-98):(1-10):(1-10)，所述将所述负极浆料涂布至负极集流体表面的涂布厚度均为80本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤S7中，所述N个第二裸芯中的N的范围≥2。
3.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述正极活性材料为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂中的一种或多种，所述正极活性材料颗粒粒径范围为100-250nm；所述第一导电剂为导电剂Super P、导电石墨和石墨烯中的一种或多种；所述第一粘结剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸和聚四氟乙烯中的一种或多种；所述正极集流体为铝箔；所述正极浆料的固含量为30-50%。
4.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述正极活性材料、所述第一导电剂和所述第一粘结剂的质量比为（90-98）:（1-5）:（1-5），所述将所述正极料涂布至正极集流体表面的涂布厚度均为80μm-170μm。
5.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述负极活性材料为硅碳材料、氧化亚硅材料和无定形碳中的一种；所述负极活性材料的D50为100nm-30
6.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述负极活性材料、所述第二导电剂和所述第二粘结剂的质量比为（80-98）:（1-10）:（1-10），所述将所述负极浆料涂布至负极集流体表面的涂布厚度均为80μm-160μm。
7.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述隔膜为PE膜。
8.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤S7中，所述电解液为是由六氟磷酸钠溶解于包含碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合溶剂中制成，其中碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯溶剂体积比为3：2：4.8-5.2，六氟磷酸钠的浓度为0.8-1.2mol/L。
9.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤7中，所述烘烤温度为105-110℃。
10.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤7中，所述电芯高温静置时间为8-24h，常温静置时间为12-24h，其化成机加热温度为60-80℃，施压在电芯上的压力为0.2-0.4MPa，维持时间40-60min。
...【技术特征摘要】
1.一种电芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤s7中，所述n个第二裸芯中的n的范围≥2。
3.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述正极活性材料为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂中的一种或多种，所述正极活性材料颗粒粒径范围为100-250nm；所述第一导电剂为导电剂super p、导电石墨和石墨烯中的一种或多种；所述第一粘结剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸和聚四氟乙烯中的一种或多种；所述正极集流体为铝箔；所述正极浆料的固含量为30-50%。
4.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述正极活性材料、所述第一导电剂和所述第一粘结剂的质量比为（90-98）:（1-5）:（1-5），所述将所述正极料涂布至正极集流体表面的涂布厚度均为80μm-170μm。
5.根据权利要求1所述一种电芯的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述负极活性材料为硅碳材料、氧化亚硅材料和无定形碳中的一种；所述负极活性材料的d50为100nm-300nm；所述第二导电剂为导电剂super p、导电石墨和石墨烯中的一种或多种；所述第二粘结剂为羧甲基纤维素、...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡毅松，李蕴娟，蔡崇申，周实，
申请(专利权)人：福建特钠新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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