一种储能用锂离子电池的制作工艺

阅读:352发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种储能用锂离子电池的制作工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种储能用 锂离子 电池 的制作工艺,包括电池体,所述电池体的两端分别延伸出正极柱和负极柱,正极柱与电池体连接处设有正极密封片,负极柱与电池体连接处设有负极密封片;电池体直径: 长度L:160-162mm,正极柱直径A:12mm,负极柱直径B:12mm,正极密封片边长C:24.5-25.5mm;采用本发明制作的电池 循环寿命 更长,大大满足 太阳能 和 风 能 发电设备对储能的需要;采用本电池的工艺,电池的合格率更高;成本低, 磷酸 铁 锂电池正极较三元 正极材料 比,每Wh(瓦时)便宜0.2元。,下面是一种储能用锂离子电池的制作工艺专利的具体信息内容。

1.一种储能用锂离子电池的制作工艺,其特征在于,该工艺包括以下步骤:正极片的制作、负极片的制作、烘烤、卷绕、焊接、注液、化成、封口、分容、电池老化、测试:
其中,正、负极片分别按照一定的工艺搅拌均匀后得到浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的正极片和负极片;
其中,焊接、注液、分容的工艺温度环境温度25±3℃,化成的工艺温度在环境温度85±3℃。
2.根据权利要求1所述的储能用锂离子电池的制作工艺,其特征在于,该工艺包括以下步骤:正极片的制作、负极片的制作、烘烤、卷绕、焊接、注液、化成、封口、分容、电池老化、测试:
其中,正、负极片分别按照一定的工艺搅拌均匀后得到浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的正极片和负极片;
正极片的制作:配料分别为磷酸锂、Super-P、PVDF、溶剂,按照一定的工艺搅拌均匀后得到正极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的正极片;
负极片的制作:配料分别为酸锂、Super-P、PVDF、溶剂,按照一定的工艺搅拌均匀后得到负极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的负极片;
其中,焊接、注液、化成、分容的工艺相对湿度分别控制在≤15%RH、≤1%RH、≤50%RH、≤50%RH。
3.根据权利要求2所述的储能用锂离子电池的制作工艺,其特征在于,该工艺包括以下步骤:
正极片的制作:配料比例分别为磷酸铁锂:Super-P:PVDF=(85-95):(3-7):(3-7),溶剂选用NMP,按照一定的工艺搅拌均匀后得到正极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的正极片;
负极片的制作:配料比例分别为钛酸锂:Super-P:PVDF=(85-95):(3-7):(3-7),溶剂选用NMP,按照一定的工艺搅拌均匀后得到负极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的负极片;
烘烤:温度120±3℃,相对湿度≤25%RH,烘烤时间24小时,真空度≤-0.098MPa;
卷绕:环境温度25±3℃,相对湿度≤15%RH,采用正极片包负极片的方法,卷绕完成后,对全极整形,同时进行绝缘耐压测试,电芯称重;
焊接:环境温度25±3℃,相对湿度≤15%RH;
注液:环境温度25±3℃,相对湿度≤1%RH,第一次注液量130±2g;常温25±3℃静置
12小时,第二次注液量80±2g,注液后的电池常温25±3℃静置48小时;
化成:环境温度85±3℃,相对湿度≤50%RH,充电流程1C充放2个循环后,电池充电到满电状态;
封口:环境温度25±3℃,相对湿度≤1%RH,采用珠对注液口封口;
分容:环境温度25±5℃,相对湿度≤50%RH,充电流程1C充放2个循环后,电池充电到半电状态;
电池老化:环境温度45±3℃,相对湿度≤50%RH,静置时间5天;
测试:挑选合格电池,按照国标对电池进行测试。
4.根据权利要求3所述的储能用锂离子电池的制作工艺,其特征在于,正极片的制作步骤中,双面面密度630-640mg/1540.25mm2,正极压实密度:1.8-1.9g/cm3。
5.根据权利要求3所述的储能用锂离子电池的制作工艺,其特征在于,负极片的制作步骤中,负极片重量364.0-370mg/1540.25mm2,极片厚度140-150μm,负极压实密度:1.45-
1.55g/cm3。
6.根据权利要求3或4所述的储能用锂离子电池的制作工艺,其特征在于,所述正极片的制作和负极片的制作过程中,环境温度25±3℃,相对湿度≤15%RH。
7.根据权利要求3所述的储能用锂离子电池的制作工艺,其特征在于,所述正极片的配料比例分别为磷酸铁锂:Super-P:PVDF=90:5:5。
8.根据权利要求3所述的储能用锂离子电池的制作工艺,其特征在于,所述负极片的配料比例分别为钛酸锂:Super-P:PVDF=90:5:5。

说明书全文

一种储能用锂离子电池的制作工艺

技术领域

[0001] 本发明属于电池技术领域,尤其涉及一种储能用锂离子电池的制作工艺。

背景技术

[0002] 在目前世界的发展中,环境对于人类未来的发展至关重要。清洁能源的使用对于环境保护势在必行。常规的清洁能源如:能和太阳能等,存在不稳定的因素,对于生产和生活的使用极不便利。对不稳定的清洁能源需要先进行储存下来,使用的时候将储能的能量释放出来。目前行业中存在的电池,存在不同程度的优点和缺陷。如:铅酸电池具有成本低,但是寿命短的特点。三元电池成本高,同时是寿命短,能量密度高。酸锂电池寿命长,但是成本高。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种储能用锂离子电池的制作工艺,以解决背景技术的问题。
[0004] 为实现上述目的,本发明的一种储能用锂离子电池的制作工艺的具体技术方案如下:
[0005] 一种储能用锂离子电池的制作工艺,该工艺包括以下步骤:正极片的制作、负极片的制作、烘烤、卷绕、焊接、注液、化成、封口、分容、电池老化、测试:
[0006] 其中,正、负极片分别按照一定的工艺搅拌均匀后得到浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的正极片和负极片;
[0007] 其中,焊接、注液、分容的工艺温度环境温度25±3℃,化成的工艺温度在环境温度85±3℃。
[0008] 进一步的,该工艺包括以下步骤:正极片的制作、负极片的制作、烘烤、卷绕、焊接、注液、化成、封口、分容、电池老化、测试:
[0009] 其中,正、负极片分别按照一定的工艺搅拌均匀后得到浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的正极片和负极片;
[0010] 正极片的制作:配料分别为磷酸锂、Super-P、PVDF、溶剂,按照一定的工艺搅拌均匀后得到正极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的正极片;
[0011] 负极片的制作:配料分别为磷酸铁锂、Super-P、PVDF、溶剂,按照一定的工艺搅拌均匀后得到负极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的负极片;
[0012] 其中,焊接、注液、化成、分容的工艺相对湿度分别控制在≤15%RH、≤1%RH、≤50%RH、≤50%RH。
[0013] 进一步的,该工艺包括以下步骤:
[0014] 正极片的制作:配料比例分别为磷酸铁锂:Super-P:PVDF=(85-95):(3-7):(3-7),溶剂选用NMP,按照一定的工艺搅拌均匀后得到正极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的正极片;
[0015] 负极片的制作:配料比例分别为钛酸锂:Super-P:PVDF=(85-95):(3-7):(3-7),溶剂选用NMP,按照一定的工艺搅拌均匀后得到负极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的负极片;
[0016] 烘烤:温度120±3℃,相对湿度≤25%RH,烘烤时间24小时,真空度≤-0.098MPa;
[0017] 卷绕:环境温度25±3℃,相对湿度≤15%RH,采用正极片包负极片的方法,卷绕完成后,对全极整形,同时进行绝缘耐压测试,电芯称重;
[0018] 焊接:环境温度25±3℃,相对湿度≤15%RH;
[0019] 注液:环境温度25±3℃,相对湿度≤1%RH,第一次注液量130±2g;常温25±3℃静置12小时,第二次注液量80±2g,注液后的电池常温25±3℃静置48小时;
[0020] 化成:环境温度85±3℃,相对湿度≤50%RH,充电流程1C充放2个循环后,电池充电到满电状态;
[0021] 封口:环境温度25±3℃,相对湿度≤1%RH,采用珠对注液口封口;
[0022] 分容:环境温度25±5℃,相对湿度≤50%RH,充电流程1C充放2个循环后,电池充电到半电状态;
[0023] 电池老化:环境温度45±3℃,相对湿度≤50%RH,静置时间5天;
[0024] 测试:挑选合格电池,按照国标对电池进行测试。
[0025] 进一步的,正极片的制作步骤中,双面面密度630-640mg/1540.25mm2,正极压实密度:1.8-1.9g/cm3。
[0026] 进一步的,负极片的制作步骤中,负极片重量364.0-370mg/1540.25mm2,极片厚度140-150μm,负极压实密度:1.45-1.55g/cm3。
[0027] 进一步的,所述正极片的制作和负极片的制作过程中,环境温度25±3℃,相对湿度≤15%RH。
[0028] 进一步的,正极片的制作中的所述配料比例分别为磷酸铁锂:Super-P:PVDF=90:5:5。
[0029] 进一步的,负极片的制作中的所述配料比例分别为钛酸锂:Super-P:PVDF=90:5:5。
[0030] 相比较现有技术而言,本发明具有以下有益效果:
[0031] 1、电池的循环寿命更长,大大满足太阳能和风能发电设备对储能的需要。
[0032] 2、采用本电池的工艺,电池的合格率更高。
[0033] 3、成本低,磷酸铁锂电池正极较三元正极材料比,每Wh(瓦时)便宜0.2元。附图说明
[0034] 图1为本发明适用的电池图;
[0035] 图2为图1中电池各结构的尺寸。

具体实施方式

[0036] 为了更好地了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明的理解。
[0037] 如图1-2,一种储能用锂离子电池的制作工艺,包括电池体,电池体的两端分别延伸出正极柱和负极柱,正极柱与电池体连接处设有正极密封片,负极柱与电池体连接处设有负极密封片,其中,电池体直径: 长度L:160-162mm,正极柱直径A:12mm,负极柱直径B:12mm,正极密封片边长C:24.5-25.5mm,负极密封片直径D: 正极密封片和负极密封片间距L1:163-164.5mm,正极柱和负极柱间距L2:208.5-210.5mm。
[0038] 实施例1
[0039] 电池体直径: 电池体直径: 长度L:160mm,正极柱直径A:12mm,负极柱直径B:12mm,正极密封片边长C:24.5mm,负极密封片直径D: 正极密封片和负极密封片间距L1:163mm,正极柱和负极柱间距L2:208.5mm。
[0040] 一种储能用锂离子电池的制作工艺,该工艺包括以下步骤:
[0041] S1:正极片的制作:配料比例分别为磷酸铁锂:Super-P:PVDF=85:3:3,溶剂选用NMP,按照一定的工艺搅拌均匀后得到正极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的正极片;双面面密度630mg/1540.25mm2,正极压实密度:1.8g/cm3,环境温度22℃,相对湿度≤15%RH;
[0042] S2:负极片的制作:配料比例分别为钛酸锂:Super-P:PVDF=85:3:3,溶剂选用NMP,按照一定的工艺搅拌均匀后得到负极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终2 3
的负极片;负极片重量364.0mg/1540.25mm ,极片厚度140μm,负极压实密度:1.45g/cm ,环境温度22℃,相对湿度≤15%RH;
[0043] S3:烘烤:温度117℃,相对湿度≤25%RH,烘烤时间24小时,真空度≤-0.098MPa;
[0044] S4:卷绕:环境温度22℃,相对湿度≤15%RH,采用正极片包负极片的方法,卷绕完成后,对全极耳整形,同时进行绝缘耐压测试,电芯称重;
[0045] S5:焊接:环境温度22℃,相对湿度≤15%RH;
[0046] S6:注液:环境温度22℃,相对湿度≤1%,第一次注液量128g;常温22℃静置12小时,第二次注液量78g,注液后的电池常温22℃静置48小时;
[0047] S7:化成:环境温度82℃,相对湿度≤50%,充电流程1C充放2个循环后,电池充电到满电状态;
[0048] S8:封口:环境温度22℃,相对湿度≤1%,采用钢珠对注液口封口;
[0049] S9:分容:环境温度20℃,相对湿度≤50%,充电流程1C充放2个循环后,电池充电到半电状态;
[0050] S10:电池老化:环境温度42℃,相对湿度≤50%,静置时间5天;
[0051] S11:测试:挑选合格电池,按照国标对电池进行测试。
[0052] 实施例2
[0053] 电池体直径: 长度L:161mm,正极柱直径A:12mm,负极柱直径B:12mm,正极密封片边长C:25mm,负极密封片直径D: 正极密封片和负极密封片间距L1:163.5mm,正极柱和负极柱间距L2:209.5mm。
[0054] 一种储能用锂离子电池的制作工艺,该工艺包括以下步骤:
[0055] S1:正极片的制作:配料比例分别为磷酸铁锂:Super-P:PVDF=90:5:5,溶剂选用NMP,按照一定的工艺搅拌均匀后得到正极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的正极片;双面面密度635mg/1540.25mm2,正极压实密度:1.85g/cm3,环境温度25℃,相对湿度≤15%RH;
[0056] S2:负极片的制作:配料比例分别为钛酸锂:Super-P:PVDF=90:5:5,溶剂选用NMP,按照一定的工艺搅拌均匀后得到负极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的负极片;负极片重量367mg/1540.25mm2,极片厚度145μm,负极压实密度:1.5g/cm3,环境温度25℃,相对湿度≤15%RH;
[0057] S3:烘烤:温度120℃,相对湿度≤25%RH,烘烤时间24小时,真空度≤-0.098MPa;
[0058] S4:卷绕:环境温度25℃,相对湿度≤15%RH,采用正极片包负极片的方法,卷绕完成后,对全极耳整形,同时进行绝缘耐压测试,电芯称重;
[0059] S5:焊接:环境温度25℃,相对湿度≤15%RH;
[0060] S6:注液:环境温度25℃,相对湿度≤1%,第一次注液量130g;常温25℃静置12小时,第二次注液量80g,注液后的电池常温25℃静置48小时;
[0061] S7:化成:环境温度85℃,相对湿度≤50%,充电流程1C充放2个循环后,电池充电到满电状态;
[0062] S8:封口:环境温度25℃,相对湿度≤1%,采用钢珠对注液口封口;
[0063] S9:分容:环境温度25℃,相对湿度≤50%,充电流程1C充放2个循环后,电池充电到半电状态;
[0064] S10:电池老化:环境温度45℃,相对湿度≤50%,静置时间5天;
[0065] S11:测试:挑选合格电池,按照国标对电池进行测试。
[0066] 实施例3
[0067] 电池体直径: 长度L:162mm,正极柱直径A:12mm,负极柱直径B:12mm,正极密封片边长C:25.5mm,负极密封片直径D: 正极密封片和负极密封片间距L1:164.5mm,正极柱和负极柱间距L2:210.5mm。
[0068] 一种储能用锂离子电池的制作工艺,该工艺包括以下步骤:
[0069] S1:正极片的制作:配料比例分别为磷酸铁锂:Super-P:PVDF=95:7:7,溶剂选用NMP,按照一定的工艺搅拌均匀后得到正极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的正极片;双面面密度630-640mg/1540.25mm2,正极压实密度:1.9g/cm3,环境温度28℃,相对湿度≤15%RH;
[0070] S2:负极片的制作:配料比例分别为钛酸锂:Super-P:PVDF=95:7:7,溶剂选用NMP,按照一定的工艺搅拌均匀后得到负极浆料;依次经过涂布、辊压、分切等步骤制得最终的负极片;负极片重量370mg/1540.25mm2,极片厚度150μm,负极压实密度:1.55g/cm3,环境温度28℃,相对湿度≤15%RH;
[0071] S3:烘烤:温度123℃,相对湿度≤25%RH,烘烤时间24小时,真空度≤-0.098MPa;
[0072] S4:卷绕:环境温度28℃,相对湿度≤15%RH,采用正极片包负极片的方法,卷绕完成后,对全极耳整形,同时进行绝缘耐压测试,电芯称重;
[0073] S5:焊接:环境温度28℃,相对湿度≤15%RH;
[0074] S6:注液:环境温度28℃,相对湿度≤1%,第一次注液量132g;常温28℃静置12小时,第二次注液量82g,注液后的电池常温28℃静置48小时;
[0075] S7:化成:环境温度88℃,相对湿度≤50%,充电流程1C充放2个循环后,电池充电到满电状态;
[0076] S8:封口:环境温度28℃,相对湿度≤1%,采用钢珠对注液口封口;
[0077] S9:分容:环境温度30℃,相对湿度≤50%,充电流程1C充放2个循环后,电池充电到半电状态;
[0078] S10:电池老化:环境温度48℃,相对湿度≤50%,静置时间5天;
[0079] S11:测试:挑选合格电池,按照国标对电池进行测试。
[0080] 磷酸铁锂正极材料相比于三元材料、钴酸锂和锰酸锂正极材料,具有更高的安全性、更长的使用寿命、不含任何贵金属和稀有金属(成本低)、支持快速充电等,在负极材料中目前应用成熟的材料是石墨和钛酸锂材料,钛酸锂相对石墨负极材料的优点如下:安全性好、循环性好、可以快速充放电、耐宽温。
[0081] 制作一种新型的储能用锂离子电池,正极采用磷酸铁锂材料负极采用钛酸锂材料,用两种材料采用特定的配方制成一种长循环、快充放、低成本、高安全性的电池。
[0082] 可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
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