【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到电化学储能器件，具体为一种锂离子电池的制备方法。
技术介绍
1、目前，在电动工具、电动汽车、数码科技、通讯设备及先进医疗设备等众多领域，对高性能二次电池的需求呈现出快速增长的态势。为了满足市场对储能器件在容量、耐用性及充放电效率方面日益增长的高标准需求，锂离子电池的研发与应用已成为全球科技界竞相追逐的热点。锂离子电池凭借其卓越的容量优势、长久的使用寿命、无记忆效应以及稳定的循环性能，在储能系统构建、新能源汽车驱动及便携式电子设备供电等领域展现出了广泛而深入的应用前景。
2、然而，在锂离子电池技术的迅猛发展与不断革新中也存在着一些技术问题。例如，现有锂离子电池的能量密度已经接近理论极限，难以满足未来高能量需求，而解决这种问题需要开发高容量高电压的正极材料。除此之外，传统的锂离子电池制造技术工艺复杂、成本高，不利于大规模化生产。正极材料的质量比容量瓶颈愈发凸显，成为限制电池能量密度跨越式提升的关键因素。因此，正极材料的优化选择及其制造技术的革新在锂离子电池的研发与生产中占据着举足轻重的地位。
3、当前市场上，存在着许多不同的正极材料，尽管例如普鲁士蓝类似物、嵌入式过渡金属硫化物及石油焦等，尽管这些材料展现出不同的优势，但它们在实际应用中均遭遇了显著的存在着很大的挑战。具体而言，普鲁士蓝类似物因化学结构的不稳定性而难以充分发挥其性能潜力，限制了锂离子电池在大规模商业化应用中的推广。而嵌入式过渡金属硫化物在锂离子的嵌入与脱出过程中产生的体积变化，则严重影响了电池的循环稳定性和长期使用寿命，导致电池
4、此外除了在正极材料选择方面，现有的制造技术在这一锂离子电池领域也面临着多方面的挑战。首先，光刻法作为传统的主流制造工艺，尽管精度高，但其缺点同样显著明显。高昂的设备投资、复杂的工艺流程以及对操作环境的严格要求，都增加了制造成本与时间周期。更为关键的是，光刻过程中产生的光刻胶污染问题，不仅对环境造成负面影响，也增加了后续清理工作的难度与成本。另一方面除了光刻技术外，丝网印刷法虽然在某些方面展现了灵活性，但其制备高质量复合材料印刷油墨的过程繁琐且技术难度大，电极活性材料与基底之间的粘合力不足，常常需要添加大量的表面活性剂、粘合剂以及其他有害溶剂来调控印刷油墨的属性，这不仅增加了制造过程中的不确定性和降低了电极的电化学性能，也进一步提高了成本。同时，这些添加剂的使用还可能对产品的性能稳定性及环境友好性产生造成不利影响。另外，其他传统制造技术如喷墨打印法等，虽然在图形化精度和效率上有所提升，但仍面临材料适应性差、喷头易堵塞等问题，难以在锂离子电池的规模化生产中广泛应用，为此，本专利技术提出一种锂离子电池的制备方法用于解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种锂离子电池的制备方法，采取高精度数控电火花线切割机垂直切割工艺制备3d集流体，正极材料以钼片作为基底，经电火花刻蚀后表面生长moxoy基氧化物，用电火花线切割机将刻蚀好的mo-moxoy基片进行圆形图案切割，将加工好的mo-moxoy、圆形锂片、外壳、垫片、隔膜、手动拼接在一起，在将隔膜放置于电极之间时，需在隔膜两面注入lb-153电解液，再进行装配，以获得具有优异的电化学性能的锂离子电池；
3、锂离子电池的制备方法，具体制备步骤如下：
4、步骤一：
5、对钼片进行2-3次表面清洗，以清除吸附在材料上的污染物质，清洗后，将样品放置于50℃恒温烘干箱中干燥5分钟；
6、步骤二：
7、完成干燥后，将钼片安装在数控电火花线切割机床的横向夹具上，并调取由绘图程序绘制的矩形片切割程序，设置加工参数：工作电流为2a、工作电压为60-100v、间隔比为4，随后启动数控电火花线切割机床将该矩形片切下；
8、步骤三：
9、将矩形片放到机床纵向夹具上进行装夹，并对矩形基板的两个较长侧面表面进行直线切削刻蚀以得到mo-moxoy基片：使用直线切割程序对矩形片平行于电极丝的两面进行切割，以使其表面均匀生长moxoy，设置加工参数：工作电流为2a、工作电压为60-100v、间隔比为4；
10、步骤四：
11、将mo-moxoy基片转移至机床横向夹具上进行装夹，并调用圆形图案切割路线，设置加工参数：工作电流为2a、工作电压为60-100v、间隔比为4，随后启动数控电火花线切割机床将mo-moxoy基片切成圆形电极片，用去离子水清洗2-3次，送入烘干箱烘干并冷却后装袋室温保存；
12、步骤五：
13、将锂离子电池进行组装，组装顺序为：正极壳，正极，隔膜，负极，垫片，负极壳，在放入隔膜前后均需滴加电解液lb-153；
14、步骤六：
15、将锂离子电池进行封装，组装好的锂离子电池放在小型液压纽扣电池封装机上，压紧至压力为1000kg/cm2，持续15秒，取出后即为锂离子电池成品；
16、步骤七：
17、使用双电极测试系统对锂离子电池进行测试，在测试中mo-moxoy一端作为工作正极，li一端作为工作负极，采用配制的lb-153溶液作为电解质，并使用循环伏安法在1.5-3.5v电压范围内进行电化学测试，所有测试将在电化学工作站中完成。
18、优选的，以上出现的去离子水清洗次数为2-3次、恒温箱干燥温度为50摄氏度，烘干时长为5分钟、集流体原材料基底厚度为1mm、矩形参数为14mm*19mm、圆形电极片直径为14mm、电解液lb-153为由1m lipf6在dec、ec和emc按照1：1：1的体积比例混合而成的溶液、循环伏安法电压范围：1.5-3.5v、电火花线切割加工参数：工作电流为2a、工作电压为60-100v、间隔比为4。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、本专利技术引入了一种创新的基于电火花放电刻蚀技术的锂离子扣式电池及其制备方法。该技术中，电火花放电刻蚀作为核心工艺，通过采用钼电极丝，在极近距离内对工件表面进行等离子体刻蚀，从而致使金属材料表面被高温氧化，实现精确的腐蚀过程。这一技术独特地促使了氧化钼等活性物质直接在金属材料表面生长，这些新生长的活性物质以其出色的电荷储存能力，以及无黏合剂的引入，成为了本技术制备锂离子扣式电池的关键所在。
21、相较于传统的金属锂离子电池，本专利技术克服了枝晶生长、持续副反应、体积效应大、不耐受过放与过充，以及潜在的燃烧和爆炸风险等显著问题，极大地提高了电池的循环寿命与安全性。我们提出的锂离子扣式电池，采用无粘合剂化的钼基金属氧化物作为正极、锂片作为负极，并通过精密可靠的扣式密封结构设计，实现了在有限空间内储存更多能量的目标。这种紧凑的结构不仅保证了电池的高能量密度，同时也保证了其小巧的体积本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池的制备方法，其特征在于：采取高精度数控电火花线切割机垂直切割工艺制备3D集流体，正极材料以钼片作为基底，经电火花刻蚀后表面生长MoxOy基氧化物，用电火花线切割机将刻蚀好的Mo-MoxOy基片进行圆形图案切割，将加工好的Mo-MoxOy、圆形锂片、外壳、垫片、隔膜、手动拼接在一起，在将隔膜放置于电极之间时，需在隔膜两面注入LB-153电解液，再进行装配，以获得具有优异的电化学性能的锂离子电池；
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的制备方法，其特征在于：以上出现的去离子水清洗次数为2-3次、恒温箱干燥温度为50摄氏度，烘干时长为5分钟、集流体原材料基底厚度为1mm、矩形参数为14mm*19mm、圆形电极片直径为14mm、电解液LB-153为由1MLiPF6在DEC、EC和EMC按照1：1：1的体积比例混合而成的溶液、循环伏安法电压范围：1.5-3.5V、电火花线切割加工参数：工作电流为2A、工作电压为60-100V。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的制备方法，其特征在于：采取高精度数控电火花线切割机垂直切割工艺制备3d集流体，正极材料以钼片作为基底，经电火花刻蚀后表面生长moxoy基氧化物，用电火花线切割机将刻蚀好的mo-moxoy基片进行圆形图案切割，将加工好的mo-moxoy、圆形锂片、外壳、垫片、隔膜、手动拼接在一起，在将隔膜放置于电极之间时，需在隔膜两面注入lb-153电解液，再进行装配，以获得具有优异的电化学性能的锂离子电池；
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈日，詹卓仪，曾帅波，彭静，徐韵莹，陶振豪，蒋明译，舒兆雨，汪博铖，何家乐，陈春龙，谢瑞，张祖庞，陈勇权，褚佳成，黄鸿嘉，许泽涵，杨勇，
申请(专利权)人：广东技术师范大学，
类型：发明
国别省市：
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