[发明专利]一种用于二次锂电池的电芯和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二次锂电池的电极和加工工艺，特别是涉及一种二次锂电池用的电芯和制备方法。

技术背景

通常所说的二次锂电池的电芯，都是由正极、隔膜和负极组合在一起组成的。目前二次锂电池的正/负电极是片状结构，都通过涂布工艺加工而成的，由于极片受到涂布工艺的限制，正极或负极材料不能涂得太厚，从而造成二次锂电池的能量密度不高，以及二次锂电池的形状也只能是圆形或者是方形的，不能按照人们的要求做成各种形状；因此人们不得不在每一个用二次锂电池的电器上，专门设计一个位置来组装电池，给人们带来非常多的不便。为了解决这个问题，已有诸多的文章做过介绍，例如发明名称为：“一种用于高功率无水电解质电池的正负极片”，该申请中记载了该正负极片包括：基片和涂层，其中在基片上涂敷一层正或负极活性材料涂层，在所述的正或负极活性材料涂层上制有凹凸的花纹。采用正或负极活性材料涂层上制有凹凸的花纹，就是为了加大面积来提高二次锂电池的能量密度。但是仍然未能切底解决极片的能量密度问题，仍然受到涂布工艺的限制。本发明采取的工艺，切底打破了现成涂布工艺的局限性。

发明内容

本发明的目的在于：克服上述已有的二次锂电池的极片受涂敷加工工艺的限制，而不能将电池极片涂敷得层厚，造成电池能量密度低的缺陷；以及以往的制作电池电极工艺并不能将电池极片做成各种各样形状，特别是不可能制成异形电池电极，使得电池形状也受到限制，满足不了工业需要的缺陷；从而提供一种采取震动，挤压成形工艺，制得的不同形状和不同厚度的电池的极片或电池的极块和制备方法；该方法可以按电池形状设计要求的形状或厚薄加工，因此可以制成异形电池电极，电池的能量密可以大大地得以提高，同时还减少了制造成本。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的二次锂电池用电芯的制备方法，包括以下步骤：

1).首先制作用于二次锂电池中的电极(正/负极片或者电极块)形状所需要的模具；

2).配制用于二次锂电池中的电极混合材料，以重量百分数计算，按照以下配方称料：

a.30-97.9％ 正/负极活性材料；b.1-40％ 溶剂；c.1-10％ 粘接剂；

d.余量为导电剂；将其混合均匀，并搅拌均匀备用；

3).按照二次锂电池的形状设计制作好正/负极所需相应的集流体，再将步骤2)混合好的电极混合材料与制好的正/负极集流体一起放在模具中，通过挤压工艺将电极混合材料均匀压制在正/负极集流体的一表面上，或者均匀压制在正/负极集流体的两表面上，或者均匀压制在正/负极集流体的四周，形成带有内衬层或同时具有内外衬层的二次锂电池的电极毛坯；

4).将经过步骤3)压实处理后的电极毛坯从模具中脱出，进行加热烘干处理，加热烘干温度根据所用的溶剂及粘接剂特性决定，烘干处理的作用一方面除去溶剂，同时又活化粘接剂，得到由正/负极集流体与电极混合材料组成的、任意设计的形状和厚度的二次锂电池的正/负电极；

5)最后在步骤4)制作好的正/负电极上的正极混合材料外或负极混合材料外包敷上隔膜，将正极、负极及隔膜组合在一起形成二次锂电池的电极芯。

在上述的技术方案中，所述的正/负极集流体为铝/铜箔或铝/铜网，穿孔铝/铜箔或者铝或铜制成的杆或者异形壳体；

在上述的技术方案中，还包括将步骤3)装好电极材料的模具放在压力机械中，对电极材料施加所需压力，进一步对电极材料做压实处理，使其更加致密。

在上述的技术方案中，所述的模具形状包括C形、E形或蜂窝状块的或者人们需要的各种形状，其模具形状根据所需电池的外形决定的。

在上述的技术方案中，所述的正极活性材料包括：锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂、镍钴锰酸锂或钒酸锂、镍钴铝酸锂。

所述的负极活性材料包括：中间相碳微球、石墨、活性碳、碳纤维、硅碳合金、钛酸锂或碳纳米管。

在上述的技术方案中，所述的溶剂包括：去离子水、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基乙酰胺或N-甲基甲酰胺。

在上述的技术方案中，所述的粘接剂包括：聚四氟乙烯乳液、聚偏氟乙烯、丁苯乳胶、聚氟乙烯、聚噻吩或聚吡咯。

在上述的技术方案中，所述的导电剂包括：碳黑、碳1-5微米球、碳纳米管、1-10微米铜球或碳纳米粉。

在上述的技术方案中，步骤4)中所述的进行加热烘干，是将从模具中脱出的成型电极材料放入真空干燥箱中，按照设定好的工艺参数红外线加热或者加微波加热。