[发明专利]一种高能量密度聚合物锂离子电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种高能量密度聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述正极片、负极片按照有正极敷料区的位置必须有负极敷料区覆盖的原则，采用交错结构工艺进行极片制作，然后将所制得的正、负极片与单面涂覆陶瓷加聚偏氟乙烯的PE膜或者是PP的涂层隔膜经卷绕、封装、注液制成待化成电池。所述将待化成电池进行高温热压、低温冷压和陈化后，再经过高温压力化成后制得高能量密度聚合物锂离子电池。本发明通过正、负极采用交错结构以及隔膜单面涂覆纳米陶瓷氧化物加聚偏氟乙烯，能增加电池的平整度和硬度，具有高能量密度的同时，也具有良好的安全性能以及循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池设计与制造技术领域，具体涉及一种能应用于智能手机、平板电脑等消费类电子产品的高电压高能量密度聚合物锂离子电池的制备方法。

背景技术

聚合物锂离子电池结构尺寸的灵活性广泛应用于手机、平板电脑等消费类电子产品中，但是随着手机、平板电脑等消费类电子产品的大屏化，智能化以及使用频率的增加，对聚合物锂离子电池的体积能量密度、循环寿命、安全性要求越来越高。

将锂离子电池电压由4.2V提升至4.35V，可以提升锂离子电池体积能量密度，但是高电压的情况下，正极表面具有高的氧化电位，隔膜极易被氧化，影响电池的循环性能。采用更薄的隔膜也可以增加锂离子电池的体积能量密度，但由于隔膜越薄，其抗穿刺强度差，影响电池的安全性能。在隔膜上涂覆纳米陶瓷氧化物，既可以抗氧化，也能够提升安全性能，有利于配合高电压电池体系的使用。隔膜上涂覆聚偏氟乙烯能够将正极片、负极片、隔膜接触更紧密，降低电池内阻，提高电池循环性能。

本发明提供一种高能量密度聚合物锂离子电池的制备方法，从锂离子电池内部结构方面，采用单面涂覆纳米陶瓷氧化物加聚偏氟乙烯隔膜，充分利用锂离子电池空间结构，制造出高的体积能量密度、长循环、高安全性能的聚合物锂离子电池。

发明内容

本发明目的在于提供了一种高能量密度聚合物锂离子电池的制备方法，为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：

一种高能量密度聚合物锂离子电池的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）将正、负极片按照有正极敷料区的位置必须有负极敷料区覆盖的原则，采用交错结构工艺进行极片制作，然后将所制得的正极片、负极片与单面涂层隔膜经卷绕、封装、注液制成待化成电池；

（2）将待化成电池进行高温热压、低温冷压和陈化后，再进行经过高温压力化成后制得高能量密度聚合物锂离子电池。

所述单面涂层隔膜为单面涂覆纳米陶瓷氧化物与聚偏氟乙烯的PE膜或者是PP膜；卷绕时，隔膜的涂层面对着正极片，非涂层面对着负极片。

所述的交错结构即为正极片、负极片头部极耳位附近都有一段空箔位区，卷绕时正极极耳（a）恰好落在负极空箔区（2），负极极耳（b）恰好落在正极空箔区（1），如图1所示。

所述高温热压的参数为：高温70℃~80℃、气压0.4 MPa~0.6 MPa、时间90min~120min。

所述低温冷压的参数为：低温15℃~20℃、气压0.4 MPa~0.6 MPa、时间60min~90min。

所述陈化的参数为常温25℃~30℃，搁置24~26h或者是高温40℃~45℃，搁置14h~18h。

所述隔膜基膜厚度为7μm或者是9μm。

本发明的有益效果在于：

（1）正极极耳与负极极耳附近设置空箔，当遇到大电流或者是内部高温时能够迅速将热量导出，减少电池起火或者燃烧的风险，提升电池安全性能；同时也充分利用极片空间结构，提高电池容量；