CN1348229A - 一种提高锂离子电池容量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种提高锂离子电池容量的方法,按比例配制正极片、负极片、隔膜、电解液,将正、负极片裁成适当的尺寸,与隔膜一起卷绕成电芯,放入电池壳内,将壳与盖板激光密封,然后注入电解液,放置在惰性气氛中陈化后,放到充放电柜上,先进行小电流恒流充电,再以大电流恒流充电,陈化后制成产品。采用本发明,可以克服一般工艺过程产生的有害气体存留在锂离子电池内部的缺点,从而提高正、负极活性材料的利用率,有效增加锂离子电池容量。

Description

一种提高锂离子电池容量的方法
本发明涉及锂离子充电电池，特别是一种提高锂离子电池容量的方法。
目前制作锂离子电池的方法是：先将电池做好，再将注液孔封死，然后通过改变充电工艺，如设置电流大小、温度和时间等，来形成电极表面保护膜。此法的弊端是：与主反应相伴的副反应产生的有害气体，不能及时排除，而是作为杂质存于电池内部，继续干扰、破坏电池的充放电反应。
本发明的目的是提供一种提高锂离子电池容量的方法，通过改进锂离子电池充放电工艺及封口方法提高其容量。
本发明的目的是这样实施的：
1、按重量百分比计(下同)，将78-94％的正极活性物质，如钴酸锂、镍酸锂、猛酸锂等与4-10％的导电剂，如：乙炔黑、石墨等，2-12％的粘结剂，如聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚合类树脂、改性淀粉类、改性纤维素等，以N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺作溶剂，调成膏体，以20μm厚的铝箔作集流体，将膏料涂布到铝箔上，并经干燥、轧制等，制成厚度为80-200μm的正极片。
2、将83-95％的负极活性质碳一石墨材料，如MCMB、MPG、CMS、P15B-HG等与2-10％导电剂(同上)、3-10％的粘结剂(同上)，以N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺等作溶剂，调成膏状。以10μm厚的铜箔做集流体，将膏料涂到铜箔上，并经干燥、轧制制成厚度为80-200μm的负极片。
3、本发明所用的隔膜材料是由聚丙烯树脂、聚乙烯树脂，经表面处理及层压而成的非编织膜。
4、本发明所用的电解液是有机非水电解液。其溶剂可以是碳酸亚丙基酯、碳酸亚乙基酯、碳酸二乙酯、二甲氧基乙烷、a-丁内酯等非水有机溶液或其混合物。电解质可以选LiPF6、LiBF4及LiASF6等组成二元或二元以上的电解液。
5、根据不同型号的电池，将正、负极片裁成适当的尺寸，与隔膜一起卷绕成电芯，点焊极耳再放入电池壳内，将壳与盖板激光密封，然后注入电解液，放置在惰性气氛中陈化。
6、成膜法：因液态锂离子电池气体产生的主要环节有三个，1个是初次充电环节，另1个是过充电环节，第3个是各种短路或滥用引起的电池温度升高，反应加快而产生的气体。对比，本发明只是改善第一种情况，即初次充电过程产生的气体。
具体做法是：将已注电解液并经陈化的电池，用胶纸将注液孔封住，放到充放电柜上，先进行小电流恒流充电，电流为0.001C～0.9C，充电时间为0.5～15小时之后，再以大电流恒流充电，电流为0.9C～5C，充电至电池电压为3V～5V，即停止充电。将电池取下，放入温度为10℃～80℃的惰性气体或低压环境中，陈化0.5～120小时，以使电池内的气体更多地逸出，然后将注液孔永久地封死，制成高容量的锂离子电池。
由于采用本发明，可以克服一般工艺过程产生的有害气体存留在锂离子电池内部的缺点，从而提高正、负极活性材料的利用率，有效增加锂离子电池容量。
结合实施例，进一步公开本发明：
1、按重量百分比计(下同)，将90％的正极活性物质钴酸锂与4％的导电剂乙炔黑和6％的粘结剂，聚偏氟乙烯、以N-甲基吡咯烷酮作溶剂，调成膏体。以20μm厚的铝箔作集流体，将膏料涂布到铝箔上，并经干燥、轧制等，制成厚度为170μm的正极片。
2、将92％的负极活性质碳一石墨材料MCMB，与2％导电剂乙炔黑、6％的粘结剂聚偏氟乙烯，以N-甲基吡咯烷酮作溶剂，调成膏状。以10μm厚的铜箔做集流体，将膏料涂到铜箔上，并经干燥、轧制制成厚度为160μm的负极片。
3、本发明所用的隔膜材料是由上下两层聚丙烯树脂、中间聚乙烯树脂，经表面处理及层压而成的非编织膜。
4、本发明所用的电解液是有机非水电解液。其溶剂可以是碳酸亚丙基酯、碳酸二乙酯、非水有机溶液混合物。电解质LIPF6。
5、将正、负极片裁成适当的尺寸，与隔膜一起卷绕成电芯，放入电池壳内，将壳与盖板激光密封，然后注入电解液，放置在惰性气氛中陈化。
6、成膜法：将已注电解液并经陈化的电池，用胶纸将注液孔封住，放到充放电柜上，先进行小电流恒流充电，电流为0.1C，充电时间为10小时之后，再以大电流恒流充电，电流为1C，充电至电池电压为4.2V，即停止充电。将电池取下，放入温度为10℃的惰性气体或低压环境中，陈化120小时，以使电池内的气体更多地逸出，然后将注液孔永久地封死，制成高容量的锂离子电池。

Claims (1)

1、一种提高锂离子电池容量的方法，通过改进锂离子电池充放电工艺及封口方法提高其容量，其特征在于：
a、按重量百分比计(下同)，将78-94％的正极活性物质，如钴酸锂、镍酸锂、猛酸锂等与4-10％的导电剂，如：乙炔黑、石墨等，2-12％的粘结剂，如聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚合类树脂、改性淀粉类、改性纤维素等，以N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺作溶剂，调成膏体，以20μm厚的铝箔作集流体，将膏料涂布到铝箔上，并经干燥、轧制等，制成厚度为80-200μm的正极片；
b、将83-95％的负极活性质碳一石墨材料，如MCMB、MPG、CMS、P15B-HG等与2-10％导电剂(同上)、3-10％的粘结剂(同上)，以N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺等作溶剂，调成膏状；以10μm厚的铜箔做集流体，将膏料涂到铜箔上，并经干燥、轧制制成厚度为80-200μm的负极片；
c、本发明所用的隔膜材料是由聚丙烯树脂、聚乙烯树脂，经表面处理及层压而成的非编织膜；
d、本发明所用的电解液是有机非水电解液。其溶剂可以是碳酸亚丙基酯、碳酸亚乙基酯、碳酸二乙酯、二甲氧基乙烷、a-丁内酯等非水有机溶液或其混合物。电解质可以选LiPF6、LiBF4及LiASF6等组成二元或二元以上的电解液；
e、根据不同型号的电池，将正、负极片裁成适当的尺寸，与隔膜一起卷绕成电芯，点焊极耳再放入电池壳内，将壳与盖板激光密封，然后注入电解液，放置在惰性气氛中陈化；
f、已注电解液并经陈化的电池，用胶纸将注液孔封住，放到充放电柜上，先进行小电流恒流充电，电流为0.001C～0.9C，充电时间为0.5～15小时之后，再以大电流恒流充电，电流为0.9C～5C，充电至电池电压为3V～5V，即停止充电，将电池取下，放入温度为10℃～80℃的惰性气体或低压环境中，陈化0.5～120小时，以使电池内的气体更多地逸出，然后将注液孔永久地封死，制成高容量的锂离子电池。
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