CN102044704A - 抑制锂离子聚合物电池膨胀的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抑制锂离子聚合物电池膨胀的方法，步骤如下：（1）将正负极片分别在热态时碾压，碾压温度为50-150℃；所述隔膜采用聚烯烃微孔隔膜，其厚度为9-40mm，孔隙率为25-50%。（2）按常规将正负极片与隔膜卷绕成电池芯，并封装在铝塑包装膜内；（3）均匀混合配制含有锂盐、成膜添加剂的非水电解液；所述非水电解液含有的锂盐为：LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiN（CF3SO2）2或LiN（C2F5SO2）2其中的一种或两种以上任意混合，浓度为0.4-1.2mol/L；所述非水电解液中的成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯（VC），或者亚硫酸丙烯酯（PS），或者为两者任意混合，其占溶剂质量%含量为0.5-4%；（4）将所述非水电解液注入到铝塑包装膜中封口即可。本发明可有效防止电池在高温条件产生鼓胀变形。

Description

抑制锂离子聚合物电池膨胀的方法
技术领域
本发明涉及一种抑制电池膨胀的方法，特别涉及一种抑制锂离子聚合物电池膨胀的方法。
背景技术
目前，聚合物锂离子电池在电子设备运行过程中均会散发热量，高温环境容易造成电池负极表面SEI膜分解及电解液溶剂在正负极表面发生氧化还原分解反应，产生CO、CO2 、CH4和C2H6等气体，使得聚合物锂离子电池鼓胀形变，电池容量和循环性能迅速下降，电子设备由于电池的形变也会遭到一定程度的破坏，严重时将会导致瘫痪。 
因此，提供一种工艺简单、效果显著的抑制锂离子聚合物电池膨胀的方法，是该领域技术人员应着手解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供了一种工艺简单、操作方便、效果显著的抑制锂离子聚合物电池膨胀的方法。
为实现上述目的本发明所采用的实施方式如下：
一种抑制锂离子聚合物电池膨胀的方法，其特征在于实施步骤如下：
（1）将正负极片分别在热态时碾压，碾压温度为50-150℃；
所述正极片中的活性物质为LiCoO2、LiNiO2、LiNixCoyMnzO2(0≤x,y,z<1)、LiMn2O4、LiMnO2、LiFePO4中的一种或两种以上任意混合；
所述负极片中的活性物质为人造石墨、天然石墨中的一种或两种任意混合； 
所述隔膜采用聚烯烃微孔隔膜，其厚度为9-40mm，孔隙率为25-50%；
（2）按常规将正负极片与隔膜卷绕成电池芯，并封装在铝塑包装膜内；
（3）均匀混合配制含有锂盐、成膜添加剂的非水电解液：
所述非水电解液含有的锂盐为：LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiN（CF3SO2）
2或LiN（C2F5SO2）2其中的一种或两种以上任意混合，浓度为0.4-1.2mol/L；
所述非水电解液中的成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯（VC），或者亚硫酸丙烯酯（PS），或者为两者任意混合，其占溶剂质量%含量为0.5-4%；
所述非水电解液中的主溶剂由环状碳酸酯和链状碳酸酯组成；环状碳酸酯主要为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）；链状碳酸酯主要为碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC），电解液溶剂为其中的两种以上任意混合；
（4）按常规将所述非水电解液注入到铝塑包装膜中封口即可。
本发明的有益效果是：本发明中的锂离子聚合物电池具有优越的热稳定性，适合应用于高温环境中，能够有效的抑制电池在高温充放电情况下发生的鼓胀变形，改善电池的容量和循环性能，提高电池的安全性能。同时本发明工艺简单，可操作性强，确保电池的优良性能。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、特征详述如下：
实施例1
一种抑制锂离子聚合物电池膨胀的方法，其特征在于实施步骤如下：
（1）将正负极片分别在热态时碾压，碾压温度为50-150℃；
所述正极片中的活性物质为LiCoO2、LiNiO2、LiNixCoyMnzO2(0≤x,y,z<1)、LiMn2O4、LiMnO2、LiFePO4中的一种或两种以上任意配比混合；
所述负极片中的活性物质为人造石墨、天然石墨中的一种或两种任意配比混合； 
所述隔膜采用聚烯烃微孔隔膜，其厚度为9-40mm，孔隙率为25-50%。
（2）按常规将正负极片与隔膜卷绕成电池芯，并封装在铝塑包装膜内。
（3）均匀混合配制含有锂盐、成膜添加剂的非水电解液：
所述非水电解液含有的锂盐为：LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiN（CF3SO2）
2或LiN（C2F5SO2）2其中的一种或两种以上任意配比混合，浓度为0.4-1.2mol/L；
所述非水电解液中的成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯（VC），或者亚硫酸丙烯酯（PS），或者为两者任意混合，其占溶剂质量%含量为0.5-4%；
所述非水电解液中的主溶剂由环状碳酸酯和链状碳酸酯组成；环状碳酸酯主要为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）；链状碳酸酯主要为碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC），电解液溶剂为其中的两种以上任意混合。
以上非水电解液按常规方法制备，故不详述。
（4）按常规将所述非水电解液注入到铝塑包装膜中封口即可。
实施例2
正极制备：将94wt% LiCoO2、4wt%导电炭黑和2wt%PVDF在NMP中混合成浆，均匀涂覆在铝集流体上，120℃下碾压，烘干，剪裁成81mm×650mm大小，并在一端焊接铝极耳。
负极制备：将94wt% MCMB、2wt%导电炭黑和4wt%PVDF在NMP中混合成浆，均匀涂覆在铜集流体上，110℃下碾压，烘干，剪裁成83mm×652mm大小，并在一端焊接镍极耳。
均匀混合配制含有锂盐、成膜添加剂的非水电解液：
所述非水电解液含有的锂盐为：LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiN（CF3SO2）2或LiN（C2F5SO2）2其中的一种或两种以上任意配比混合，浓度为0.4-1.2mol/L；
所述非水电解液中的成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯（VC），或者亚硫酸丙烯酯（PS），或者为两者任意配比混合，其占溶剂质量%含量为0.5-4%；
所述非水电解液中的主溶剂由环状碳酸酯和链状碳酸酯组成；环状碳酸酯主要为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）；链状碳酸酯主要为碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC），电解液溶剂为其中的两种以上任意混合。
将制备好的正极、负极和隔膜卷绕成极组，封装在铝塑包装袋内，经过85℃烘干6小时后除去多余的水分，注入配制好的非水电解液，按常规进行真空吸液封口，注完液的电池待静置12小时后进行化成得到聚合物锂离子电池。
其它同实施例1
表1 是热碾压温度与电池循环厚度膨胀之间的关系，测试条件为高温60℃下以0.5C/0.5C循环300次，电压范围3V-4.2V。结果表明负极片经过热碾压后可以有效抑制电池在高温条件下的鼓胀，正极经过热碾压后的作用不是很明显。
表1热碾压温度与电池循环厚度膨胀之间的关系
举例说明 正极片碾压温度 负极片碾压温度 电池循环厚度鼓胀
例1 90℃ 120℃ 6.3%
例2 25℃ 120℃ 6.1%
例3 25℃ 25℃ 15.1%
例4 90℃ 25℃ 16.2%
本发明提供的锂离子聚合物电池用热态碾压极片，组装成电池后有效抑制正负极片的循环时厚度膨胀，能够防止电池在高温条件下使用而产生的鼓胀形变问题，从而达到抑制电池膨胀和变形、避免电池性能恶化的目的。
上述参照实施例对该抑制锂离子聚合物电池膨胀的方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的；因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种抑制锂离子聚合物电池膨胀的方法，其特征在于实施步骤如下：
（1）将正负极片分别在热态时碾压，碾压温度为50-150℃；
所述正极片中的活性物质为LiCoO2、LiNiO2、LiNixCoyMnzO2(0≤x,y,z<1)、LiMn2O4、LiMnO2、LiFePO4中的一种或两种以上任意混合；
所述负极片中的活性物质为人造石墨、天然石墨中的一种或两种任意混合； 
所述隔膜采用聚烯烃微孔隔膜，其厚度为9-40mm，孔隙率为25-50%；
（2）按常规将正负极片与隔膜卷绕成电池芯，并封装在铝塑包装膜内；
（3）均匀混合配制含有锂盐、成膜添加剂的非水电解液：
所述非水电解液含有的锂盐为：LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiN（CF3SO2）
2或LiN（C2F5SO2）2其中的一种或两种以上任意混合，浓度为0.4-1.2mol/L；
所述非水电解液中的成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯（VC），或者亚硫酸丙烯酯（PS），或者为两者任意混合，其占溶剂质量%含量为0.5-4%；
所述非水电解液中的主溶剂由环状碳酸酯和链状碳酸酯组成；环状碳酸酯主要为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）；链状碳酸酯主要为碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC），电解液溶剂为其中的两种以上任意混合；
（4）按常规将所述非水电解液注入到铝塑包装膜中封口即可。
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