[发明专利]一种改善锂离子电池极片浸润性的方法

说明书

本发明涉及一种改善锂离子电池极片浸润性的方法，在锂离子电池极片的卷绕工序中，于卷芯内部的负极片和隔膜之间引入一段浸润薄膜，形成负极片、浸润薄膜、隔膜、正极片依次贴合的卷芯结构，所述浸润薄膜为氧化铝或导电剂类材料；本发明在不易浸入电解液的卷芯的内部引入浸润薄膜，而在卷芯外部易吸收电解液的部位不引入浸润薄膜，可以实现以最少的吸液保液材料达到最大的吸液保液效果，避免了材料浪费，也减少了活性物质的损失；引入的浸润薄膜可以实现对电解液良好的浸润和保液性，从而实现电芯极片的有效浸润，避免极片浸润不充分，提升了电芯注液效率及循环过程中极片的浸润性，从而有效提高了电池产品性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种改善锂离子电池极片浸润性的方法。

背景技术

目前，对于电池能量密度提升的方式主要是两个方面：一是PACK成组效率的提升，不同的电池型号及尺寸大小会影响模组成组效率；二是提高单体电芯的能量密度，电芯材料体系、电池结构设计、电池尺寸等会影响单体电芯的能量密度。

为了实现高能量密度的电池设计，电池的尺寸选择、型号选择都非常重要；相同的化学体系条件下，尺寸越大的电池设计相应的结构件占比小能量密度越容易做高，同样对于PACK成组效率也有正影响，但大尺寸电芯对于工序的制程能力要求也会越高；相同的电芯尺寸条件下，材料体系的提升对于能量密度的提升也较明显，高容高压的正极片、负极片材料，其加工制程要求也会越高，尤其是压实密度的提升对于注液浸润工序的影响较大；对于这种电芯尺寸选择、电芯结构设计、材料体系等本征特性导致的制程问题，除进行工艺参数优化外，卷芯结构的优化也是实现电芯应用价值的有效途径。

为提升电芯的单体能量密度，会选择使用大尺寸结构、高容高压材料体系，但这种电芯材料体系及结构设计对于注液工序的效率有直接的负面影响，特别是卷芯内部的极片浸润性较差，卷芯制作至注液工序时，电解液易在卷芯外部实现浸润，卷芯内部则不易进行浸润，导致卷芯内部的电解液匮乏，容易造成负极片片析锂或者黑斑等问题；而一般提升电芯极片浸润性的方式是在合浆的过程中加入吸液保液性好的材料，但是通常这种材料的导电性不好，且加入后会降低活性物质的比例，影响电池性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善锂离子电池极片浸润性的方法，可以通过引入最少的吸液保液材料而达到最大的吸液保液作用。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种改善锂离子电池极片浸润性的方法，在锂离子电池极片的卷绕工序中，于卷芯内部的负极片和隔膜之间引入一段浸润薄膜，形成负极片、浸润薄膜、隔膜、正极片依次贴合的卷芯结构，所述浸润薄膜为氧化铝或导电剂类材料。

优选的，所述浸润薄膜为石墨烯、碳管、碳纤维或超导炭黑材料。

优选的，所述浸润薄膜的比表面积为50-300m²/g。

优选的，所述的于卷芯内部的负极片和隔膜之间引入一段浸润薄膜的具体方法为：将浸润薄膜通过吸附力粘附于隔膜上，卷绕过程中，浸润薄膜随隔膜同步转动卷绕进入卷芯内部，同时浸润薄膜与负极片贴合，待卷绕到预定长度后，切断浸润薄膜，形成负极片、浸润薄膜、隔膜、正极片依次贴合的卷芯内部结构；卷芯外部结构继续以负极片、隔膜、正极片的形式层层卷绕在一起。

优选的，所述浸润薄膜的引入位置为卷芯内部的电解液匮乏位置。

优选的，所述浸润薄膜的尺寸与卷芯结构尺寸相匹配。

优选的，该方法适用于圆柱形卷芯或方形卷芯。

本发明的有益效果在于：