一种复合叠片的电池及其制备方法与流程

专利2025-10-19  2


本发明属于锂离子电池,尤其是涉及一种复合叠片的电池及其制备方法。


背景技术:

1、锂电池作为新型的二次电池,由于具有能量密度高、循环寿命长等优点,其应用范围不断扩展,被大量应用于便携式电子装置、储能和动力汽车中,尤其随着新能源行业的快速发展,锂电池被越来越多的应用到动力汽车中。但是,随着锂电池厚度增加和能量密度提升,在制备过程中依然存在电解液浸润困难的问题。针对浸润问题,目前各锂电厂商广泛采用的电池浸润工艺是采用高温静置条件与延长静置时间,高温静置会增加锂电池生产成本,延长静置时间会降低产线使用效率,间接增加锂电池成本,降低产品市场竞争力。并且,即便采用高温静置与延长静置时间等手段,还是无法解决高能量密度电池体系的浸润问题。

2、鉴于锂电池厚度增加和能量密度提升导致浸润困难,特提出本发明。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复合叠片的电池及其制备方法,主要是通过设置叠片电芯负极极片外层为单颗粒石墨,内层为二次颗粒石墨,以解决锂离子电池厚度增加和能量密度提升导致浸润困难的技术问题。

2、为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:

3、第一方面,一种复合叠片的电池,包括选用一种单颗粒石墨的第一负极片a、选用一种二次颗粒石墨的第二负极片b、以及正极片c制成的叠片电芯,所述叠片电芯中的正负极片按照a/c/a/c/a/c……a/c/b/c/b/c……/b/c/a/c……a/c/a的排列方式进行叠片并通过隔膜进行分隔,所述单颗粒石墨和二次颗粒石墨的克容量相同。

4、进一步地,所述单颗粒石墨的d50为8-15μm;

5、和/或,所述二次颗粒石墨的d50为15-16μm;

6、和/或,所述单颗粒石墨和二次颗粒石墨的克容量均为335~355mah/g。

7、进一步地,所述第一负极片a和第二负极片b的压实密度、配料质量比和面密度均相同;

8、和/或,所述第一负极片a和第二负极片b的数量分别为正整数m和n,所述正极片c的数量为m+n-1。

9、更进一步地,所述第一负极片a和第二负极片b的压实密度均为1.50-1.65g/cm3;

10、和/或,所述第一负极片a和第二负极片b的配料质量比均按照负极活性材料:导电剂:粘结剂计为94~97:0.5~2:3.0~4.5;

11、和/或,所述第一负极片a和第二负极片b的面密度均为150~175g/m2;

12、和/或,所述第一负极片a的数量m和第二负极片b的数量n的比例为1:4~1.5:1。

13、更进一步地,所述第一负极片a和第二负极片b的压实密度均为1.50-1.55g/cm3,所述第一负极片a的数量m和第二负极片b的数量n的比例为1:4~3:7;

14、和/或,所述第一负极片a和第二负极片b的压实密度均为1.55-1.65g/cm3,所述第一负极片a的数量m和第二负极片b的数量n的比例为1:1~3:2。

15、进一步地,所述正极片c的配料质量比按照正极活性材料:导电剂:粘结剂计为96~98:0.5~2.0:1.5~3.0;

16、和/或,所述正极片c的正极活性材料为磷酸铁锂。

17、进一步地,所述隔膜采用单面涂胶陶瓷隔膜。

18、进一步地,所述叠片电芯的厚度为25~35mm。

19、进一步地,所述电池的能量密度为165~175wh/kg。

20、第二方面,一种第一方面所述电池的制备方法,包括配料、涂布、辊压、模切、叠片、烘烤、注液、化成、分容的步骤,其中,配料时,将单颗粒石墨配制于第一负极片a的浆料中,将二次颗粒石墨配制于第二负极片b的浆料中,所述单颗粒石墨和二次颗粒石墨的克容量相同;叠片时,所述第一负极片a、第二负极片b以及正极片c按照a/c/a/c/a/c……a/c/b/c/b/c……/b/c/a/c……a/c/a的排列方式进行叠片并通过隔膜进行分隔。

21、与现有技术相比,本发明主要揭示一种新型的复合叠片的电池及其制备方法,不仅电池的制作工艺简单,而且在一定程度上改善电芯浸润性和降低材料成本。至少具有如下有益效果:

22、1、本发明采用a/c/a/c/a/c……a/c/b/c/b/c……/b/c/a/c……a/c/a的复合叠片形式,较传统的单一负极片b/c/b/c……/b/c的叠片形式,多了一种单颗粒石墨负极片a,不仅可具有二次颗粒的高容量和倍率优势,而且还可具有单颗粒结构稳定和长循环寿命特性。且在利用相同涂层面密度和压实密度情况下,单颗粒石墨的极片吸液速率较二次颗粒石墨的极片要快,将单颗粒石墨负极片置于叠芯外层,二次颗粒石墨负极片置于内层。利用吸液快的极片在外层,电解液可以快速扩散至内层,缩短电解液浸润时间,解决了锂离子电池厚度增加和能量密度提升导致浸润困难的问题。

23、2、相较于单次颗粒和二次颗粒混掺的石墨,减少了匀浆混合不均一,可以提升涂布的一致性。

24、3、原料相同的情况下,单颗粒石墨比二次颗粒石墨少了造粒工序,在生产成本上具有一定的优势。并且,单颗粒的使用也减少了二次颗粒的使用,使得材料成本降低。



技术特征:

1.一种复合叠片的电池,其特征在于:包括选用一种单颗粒石墨的第一负极片a、选用一种二次颗粒石墨的第二负极片b、以及正极片c制成的叠片电芯,所述叠片电芯中的正负极片按照a/c/a/c/a/c……a/c/b/c/b/c……/b/c/a/c……a/c/a的排列方式进行叠片并通过隔膜进行分隔,所述单颗粒石墨和二次颗粒石墨的克容量相同。

2.如权利要求1所述电池,其特征在于:所述单颗粒石墨的d50为8-15μm;

3.如权利要求1所述电池,其特征在于:所述第一负极片a和第二负极片b的压实密度、配料质量比和面密度均相同;

4.如权利要求3所述电池,其特征在于:所述第一负极片a和第二负极片b的压实密度均为1.50-1.65g/cm3;

5.如权利要求4所述电池,其特征在于:所述第一负极片a和第二负极片b的压实密度均为1.50-1.55g/cm3,所述第一负极片a的数量m和第二负极片b的数量n的比例为1:4~3:7;

6.如权利要求1所述电池,其特征在于:所述正极片c的配料质量比按照正极活性材料:导电剂:粘结剂计为96~98:0.5~2.0:1.5~3.0;

7.如权利要求1所述电池,其特征在于:所述隔膜采用单面涂胶陶瓷隔膜。

8.如权利要求1所述电池,其特征在于:所述叠片电芯的厚度为25~35mm。

9.如权利要求1所述电池,其特征在于:所述电池的能量密度为165~175wh/kg。

10.如权利要求1-9任一所述电池的制备方法,其特征在于:包括配料、涂布、辊压、模切、叠片、烘烤、注液、化成、分容的步骤,其中,配料时,将单颗粒石墨配制于第一负极片a的浆料中,将二次颗粒石墨配制于第二负极片b的浆料中,所述单颗粒石墨和二次颗粒石墨的克容量相同;叠片时,所述第一负极片a、第二负极片b以及正极片c按照a/c/a/c/a/c……a/c/b/c/b/c……/b/c/a/c……a/c/a的排列方式进行叠片并通过隔膜进行分隔。


技术总结
本发明属于锂离子电池技术领域,尤其是涉及一种复合叠片的电池及其制备方法,所述电池,包括选用一种单颗粒石墨的第一负极片A、选用一种二次颗粒石墨的第二负极片B、以及正极片C制成的叠片电芯,所述叠片电芯中的正负极片按照A/C/A/C/A/C……A/C/B/C/B/C……/B/C/A/C……A/C/A的排列方式进行叠片并通过隔膜进行分隔,所述单颗粒石墨和二次颗粒石墨的克容量相同。本发明不仅电池的制作工艺简单,而且在一定程度上改善电芯浸润性和降低材料成本。

技术研发人员:王雅静,张文豪,闻寅,梁平
受保护的技术使用者:孝感楚能新能源创新科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-27298.html