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一种半固态电池及其制备工艺实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及动力电池技术领域,具体涉及一种半固态电池及其制备工艺。

相关背景技术

[0002] 作为温室气体排放的主要源头之一,汽车尾气成为众矢之的。因此,新能源汽车的发展被寄予厚望以减少温室气体的排放。电池作为新能源汽车的“心脏”,其性能直接关系到整车的性能表现。
[0003] 当前,大规模量产的新能源汽车普遍采用液态锂电池。这种电池具有无记忆效应、出色的倍率性和循环性等优势。然而,其潜在的安全风险也不容忽视。由于液体电池内部的电解液处于流动状态,一旦发生电芯短路,便很容易引发局部高温,导致隔膜收缩、正负极直接接触,进而造成电池热失控,极端情况下甚至可能引发火灾,严重威胁乘员的生命安全。
[0004] 为了应对电池的热失控问题,研究者们致力于开发更为安全的电池技术。其中,半固态和固态电池成为了研究的热点。半固态电池尤其引人注目,因为它能够结合固态电池的高安全性和液态电池的优良导电性与离子传导性,展现出极大的实用潜力。
[0005] 在现阶段,半固态电池中能量密度最高的结构是软包电池。其优势在于,注液系数较低、所需点解液少和电解液固化后无法流动,从而避免了电解液的浪费。同时,软包电芯的结构件更少,使得成本更为低廉。然而,半固态软包电池的密封性却是一个技术难题。如CN117810529A中公开的一种凝胶聚合物电解质、半固态锂离子电池及其制备方法,其公开的半固态锂离子电池的制备方法包括:将负极活性物质、粘结剂、导电剂混合,得到负极浆料;将负极浆料涂覆在负极集流体表面形成负极活性物质层,得到负极极片;将正极活性物质、粘接剂、导电剂混合,得到正极浆料;将正极浆料涂覆在正极集流体表面形成正极活性物质层,得到正极极片;将负极极片、隔膜、正极极片制备成电芯;将可聚合小分子单体、引发剂混合加入碳酸酯类液态电解液中并搅拌均匀,得到混合溶液,然后将混合溶液注入电芯中,静置;将静置后的电芯加热,使可聚合小分子单体发生聚合反应,形成半固态锂离子电池。该电池的电解液在固化过程中,软包电池终封口处容易残留半固态凝胶电解液,这些残留物易导致电池虚封,破坏软包电池的密封性,进而影响电池性能。因此,目前软包电池普遍采用的热封头热压的方式进行热封无法克服半固态电池热封口凝胶电解液残留导致的虚封问题。

具体实施方式

[0048] 以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解,优选实施例仅为了说明本发明,而不是为了限制本发明的保护范围。
[0049] 需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0050] 在下文描述中,探讨了大量细节,以提供对本申请实施例的更透彻的解释,然而,对于本领域技术人员来讲,可以在没有这些具体细节的情况下实施例本申请的实施例是显而易见的。
[0051] 本发明意在公开一种半固态电池及其制备工艺,以解决现有软包半固态电池在热封口处残留的凝胶电解液导致电池虚封的问题。
[0052] 其中,半固态电池的制备工艺,包括以下步骤:S1、采用干法制备正极极片和负极极片;
S2、将正极极片、负极极片和隔膜制成电芯,然后注入电解液,加热原位固化,热封,得到半固态电池;
正极极片和所述负极极片的成分包括引发剂;
电解液的成分不包括引发剂。
[0053] 在半固态电池制备工艺过程中,通过采用干法制备正极极片和负极极片中,从而巧妙的将引发剂掺进正极极片和负极极片中,后续再注入不含引发剂的电解液,如此即使热封封印处残留有电解液也不会影响热封效果,因为电解液中无引发剂,使得电解液中的聚合物受热也无法固化,从而不仅解决了现有软包半固态电池在热封口处残留的凝胶电解液导致电池虚封的问题,还简化了工艺流程,提升了生产效率,同时,引发剂以掺杂方式均匀混入正极极片和负极极片,电解液浸入正极极片和负极极片中后,在引发剂和加热同时具备条件下,电解液中的聚合物单体即可原位聚合形成凝胶电解质均匀分布在正极极片和负极极片中,从而有效增加了正极极片和负极极片与凝胶电解质的接触面积,进而提升了电化学性能。
[0054] 上述半固态电池的制备工艺适用于干法制得的极片,如采用湿法制备极片,必经烘干工序以去除溶剂,而正极极片烘干温度为80 110℃、时间为8 24h,负极极片烘干温度~ ~为80‑100℃、时间为8 24h,才能去除溶剂。而常规引发剂的温度在超过60℃后就会发生分~
解,因此在烘干过程中易导致引发剂发生分解反应,从而不仅会导致后续无法使电解液中的聚合物单体发生聚合反应,还会产气影响极片的电化学性能。
[0055] 在一些实施例中,电解液的成分包括聚合物单体;电解液注入电芯中后,会慢慢浸润正极极片和负极极片,然后加热使得正极极片和负极极片中的引发剂发生分解,分解产物引发电芯中的聚合物单体进行原位固化。而残留在热封口处的电解液,由于无法与引发剂接触,从而使得热封口处残留的聚合物单体无法实现固化,进而不会影响热封效果,避免了电池虚封问题,有效保证了电池的密封性能和电化学性能。
[0056] 在一些实施例中,正极极片和/或负极极片中引发剂的质量百分含量为0.1 1%。~
[0057] 在一些实施例中,引发剂选自偶氮二异丁腈和过氧化二本甲酰的一种或两种。
[0058] 示例性的,引发剂选自偶氮二异丁腈或者过氧化二本甲酰。
[0059] 在一些实施例中,聚合物单体选自季戊四醇四丙烯酸酯、N  ,N′‑乙烯基双丙烯酰胺、N ,N '‑(1  ,2‑二羟基亚乙基)双丙烯酰胺、六亚甲基双丙烯酰胺、N  ,N′‑六亚甲基双(甲基丙烯酰胺)和聚(乙二醇)二丙烯酰胺中的至少一种。
[0060] 示例性的,聚合物单体选自季戊四醇四丙烯酸酯、N  ,N′‑乙烯基双丙烯酰胺、N  ,N '‑(1  ,2‑二羟基亚乙基)双丙烯酰胺、六亚甲基双丙烯酰胺、N  ,N′‑六亚甲基双(甲基丙烯酰胺)或者聚(乙二醇)二丙烯酰胺。
[0061] 在一些实施例中,如若采用湿法制备正极极片,在干燥去除溶剂过程中,会导致引发剂分解,从而无法实现聚合物单体聚合,进而影响电化学性能。因此,正极极片的制备方法,包括以下步骤:将正极活性材料、导电剂、粘接剂和引发剂混合,得到混合正极材料;将混合正极材料纤维化,造粒,辊压成膜,然后与正极集流体复合,得到正极极片。
[0062] 在一些实施例中,如若采用湿法制备负极极片,在干燥去除溶剂过程中,会导致引发剂分解,从而无法实现聚合物单体聚合,进而影响电化学性能。因此,负极极片的制备方法,包括以下步骤:将负极活性材料、导电剂、粘接剂和引发剂混合,得到混合负极材料;将混合负极材料纤维化,造粒,辊压成膜,然后与负极集流体复合,得到负极极片。
[0063] 在一些实施例中,正极活性材料、导电剂、粘接剂和引发剂的质量百分比为95~95.9%:2.5%:1.5%:0.1 1%。
~
[0064] 在一些实施例中,负极活性材料、导电剂、粘接剂和引发剂的质量百分比为95~95.9%:1%:3%:0.1 1%;
~
在一些实施例中,正极活性材料选自磷酸锰铁锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂、三元正极活性材料和锰酸锂中的至少一种。
[0065] 在一些实施例中,负极活性材料选自石墨、硅碳材料、硅和硅氧材料中的至少一种。
[0066] 在一些实施例中,导电剂选自导电炭黑(SP)、碳纳米管(CNT)、碳纳米纤维和石墨烯中的至少一种。
[0067] 在一些实施例中,粘接剂选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和丁苯橡胶(SBR)中的至少一种。
[0068] 在一些实施例中,正极集流体选自铝箔;在一些实施例中,负极集流体选自铜箔。
[0069] 在一些实施例中,混合正极材料的混合在反应釜中进行,反应釜内壁转速为10~50rpm,转子转速为2000 4500rpm,温度为15 25℃。
~ ~
[0070] 在一些实施例中,混合负极材料的混合在反应釜中进行,反应釜内壁转速为10~50rpm,转子转速为1000 5000rpm,温度为15 25℃。
~ ~
[0071] 在一些实施例中,纤维化的转子转速为1000 5000rpm,反应釜内壁转速为10~ ~50rpm,温度为35 55℃。
~
[0072] 在一些实施例中,造粒的转子转速为1000 5000rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,~ ~温度为35 50℃。
~
[0073] 在一些实施例中,混合正极材料辊压成膜的辊压温度为20 45℃,辊压压力为5~ ~10MPa;
在一些实施例中,混合负极材料辊压成膜的辊压温度为20 45℃,辊压压力为8
~ ~
15MPa;
在一些实施例中,复合的温度为20 45℃,压力为5 10MPa。
~ ~
[0074] 在一些实施例中,S2中,包括:将正极极片、负极极片和隔膜叠片,经冷压压实,转移至铝塑膜冲坑中并进行顶侧热封,制成电芯;
将电解液通过气囊袋侧注入电芯内部,对气囊袋进行一次热封,浸润,加热原位固化,对气囊袋进行二次热封,化成,终封,得到半固态电池。
[0075] 在一些实施例中,冷压的压力为5 10MPa,冷压的时间为10 60s。~ ~
[0076] 在一些实施例中,浸润的时间为24 72h。~
[0077] 在一些实施例中,原位固化的温度为45 80℃,原位固化的时间为4 10h。~ ~
[0078] 在一些实施例中,二次热封的温度为150 200℃,时间为3 8s,真空度为0.090~ ~ ~0.098KPa。
[0079] 在一些实施例中,终封的温度为150 200℃,时间为3 8s,真空度为0.090~ ~ ~0.098KPa。
[0080] 在一些实施例中,还提供一种半固态电池,该半固态电池采用上述任一实施例中的制备工艺制得。
[0081] 示例性的,一种半固态电池的制备工艺,包括以下步骤:S1、正极极片的制备:
S11、正极材料的干混:将正极活性材料、导电剂、粘接剂和引发剂以质量百分比为
95 95.9%:2.5%:1.5%:0.1 1%的比例置于反应釜中进行混合,混合转子转速为2000~ ~ ~
4500rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,温度为15 25℃,得到混合正极材料;
~ ~
其中,正极活性材料选自磷酸锰铁锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂、三元正极材料和锰酸锂等;
导电剂选自导电炭黑(SP)和碳纳米管(CNT)等;
粘接剂选自聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)等;
S12、纤维化:将S11中得到的混合正极材料进行纤维化处理,纤维化处理的转子转速为1000 5000rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,温度为35 55℃;纤维化的目的是将颗粒~ ~ ~
状的粘接剂在加热和剪切力的共同作用下拉伸为纤维状包覆正极材料和其他添加剂,起到粘接材料和约束膨胀的效果;
S13、造粒:将S12中经过纤维化处理的混合正极材料进行造粒,造粒的转子转速为
1000 5000rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,温度为35 50℃,造粒可以让颗粒更加均匀方~ ~ ~
便后续的辊压制片过程;
S14、辊压和复合:将S13中经造粒后的混合正极材料进行辊压成膜,辊压温度为20
55℃,压力为8 15MPa;接着将辊压后的混合正极材料膜片与正极箔材复合,复合温度为20~ ~
45℃,压力为5 10MPa,得到复合正极极片;
~ ~
S2、负极极片的制备:
S21、负极材料的干混:将负极活性材料、导电剂、粘接剂和引发剂以质量百分比为
95 95.9%:1%:3%:0.1 1%的比例置于反应釜中进行混合,混合转子转速为1000 5000rpm,反~ ~ ~
应釜内壁转速为10 50rpm,温度为15 25℃,得到混合负极材料;
~ ~
其中,负极活性材料选自石墨和硅碳等;
导电剂选自导电炭黑(SP)和碳纳米管(CNT)等;
粘接剂选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和丁苯橡胶(SBR)等;
S22、纤维化:将S21中得到的混合负极材料进行纤维化处理,纤维化处理的转子转速为1000 5000rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,温度为35 55℃;纤维化的目的是将颗粒~ ~ ~
状的粘接剂在加热和剪切力的共同作用下拉伸为纤维状包覆负极材料和其他添加剂,起到粘接材料和约束膨胀的效果;
S23、造粒:将S22中经过纤维化处理的混合负极材料进行造粒,造粒的转子转速为
1000 5000rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,温度为35 50℃,造粒可以让颗粒更加均匀方~ ~ ~
便后续的辊压制片过程;
S24、辊压和复合:将S23中经造粒后的混合负极材料冷却至室温后进行辊压成膜,辊压温度为20 45℃,压力为8 15MPa;接着将辊压后的混合负极材料膜片与负极箔材复合,~ ~
复合温度为20 45℃,压力为5 10MPa,得到复合负极极片;
~ ~
S3、电芯装配:将S1中得到的复合正极极片和S2中得到的复合负极极片分别模切
成设计形状,然后利用叠片机以复合负极极片‑隔膜‑复合正极极片‑隔膜‑复合负极极片‑……‑隔膜‑复合正极极片的方式依次叠片形成极芯,然后经过冷压压实后转移至铝塑膜冲坑中,随后完成顶侧热封,得到电芯;其中,冷压压力为5‑10MPa,冷压时间为:10‑60s;
S4、注液:将含有聚合物单体且不含有引发剂的电解液通过气囊袋侧注入S3中制
得的电芯内部,完成注液后立即对气囊袋密进行一次热封;因电解液中只混入了聚合物单体,即使在注液过程中有电解液残留在气囊袋侧的铝塑膜内壁,由于没有引发剂的作用,残留在封口位置的电解液不会在后续的热封过程中发生固化现象,从而不会影响热封效果;
其中,电解液包括锂盐、有机溶剂、添加剂和聚合物单体。
[0082] 锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、甲基磺酸锂(LiCH3SO3H)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、二氟磺酰亚胺锂(LiN(FSO2))2 和双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiN(CF3SO2))2 中的至少一种。
[0083] 有机溶剂选自碳酸乙烯脂(EC)、碳酸丙烯脂(PC)和碳酸甲乙脂(EMC)中的至少一种。
[0084] 添加剂选自氟代碳酸乙烯脂(FEC)、碳酸亚乙烯脂(VC)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、硫酸乙烯脂(DTD)和四氟硼酸锂(LiBF)4 中的至少一种。
[0085] 聚合物单体选自季戊四醇四丙烯酸酯、N  ,N′‑乙烯基双丙烯酰胺、N ,N  '‑(1  ,2‑二羟基亚乙基)双丙烯酰胺、六亚甲基双丙烯酰胺、N  ,N′‑六亚甲基双(甲基丙烯酰胺)和聚(乙二醇)二丙烯酰胺中的至少一种。
[0086] S5、浸润:将S4中注液后的电芯转移至浸润工序,浸润的目的是为了让液态电解液完全润湿正极极片和负极极片,从而为正极极片和负极极片间的离子提供传输通道;浸润温度为常温(25℃左右),浸润时间为24‑72h;S6、原位固化:将S5中完成浸润的电芯放置高温固化室中,混合在复合正极极片和复合负极极片中的引发剂,在一定高温作用下会发生断链反应,并伴随着N2和分解产物的产生,分解产物与电解液中的聚合物单体发生反应形成纤维骨架材料,电解液附着在纤维骨架材料上,无法保持流动性,使得电解液在宏观上以凝胶状态存在;因引发剂已在前面的干法混合过程与正极材料和负极材料完成了均匀混合,含有单体引发剂的电解液浸入电池极片内部后,在高温作用下,引发剂发生分解,分解产物与聚合物单体发生固化反应,使得复合正极极片和复合负极极片内部和周围的电解液发生固化,而注液和原位固化过程中残留在铝塑膜内部表面的电解液,由于无法直接与引发剂接触,从而使得残留在封印位置处的电解液不会发生固化反应,进而不会影响后续的封印过程;其中,原位固化的固化温度为
45 80℃,固化时间为4 10h;
~ ~
S7、二次热封:将S6中完成原位固化的电池放入密封腔体中,采用真空吸去电芯内部固化过程产生的废气,然后裁切掉部分气囊袋,随后立即完成气囊袋的二次热封;二次热封的温度为150 200℃,时间为3 8s,真空度为0.090‑0.098KPa;
~ ~
S8、化成:将S7中完成二次热封的电芯放入化成池中,根据工部通入电流,使得电芯内部的复合负极极片表面生产SEI膜,让电池带电,并伴随着烃类废气产生;
S9、终封: 将S8中完成化成的电芯放入热封机中,吸去电芯内部废气,并完成终封工序;终封的温度为150 200℃,时间为3 8s,真空度为0.090 0.098KPa;然后再进行二次裁~ ~ ~
切,裁切掉剩余多余的气囊袋,完成电芯制备。
[0087] 为了使本申请所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚,以下将结合具体的实施例和附图对本发明的半固态电池的制备工艺进行进一步详细说明。显然,所描述的具体实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用的任何限制。基于本申请中的具体实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本申请保护的范围。
[0088] 具体实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。实施例
[0089] 如图1所示,一种半固态电池的制备工艺,包括以下步骤:S1、正极极片的制备:
S11、正极材料的干混:将三元正极材料(高镍三元n(Ni) : n(Co) : n(Mn) = 90 : 
5 : 5)、导电碳黑(SP)、碳纳米管(CNT)、聚四氟乙烯(PTFE)和偶氮二异丁腈以质量百分比为95 95.9%:1.5%:1%:1.5%:0.1 1%的比例置于反应釜中进行混合,混合转子转速为2000~ ~ ~
4500rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,温度为15 25℃,得到混合正极材料;
~ ~
S12、纤维化:将S11中得到的混合正极材料进行纤维化处理,纤维化处理的转子转速为1000 5000rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,温度为35 55℃;纤维化的目的是将颗粒~ ~ ~
状的粘接剂在加热和剪切力的共同作用下拉伸为纤维状包覆正极材料和其他添加剂,起到粘接材料和约束膨胀的效果;
S13、造粒:将S12中经过纤维化处理的混合正极材料进行造粒,造粒的转子转速为
1000 5000rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,温度为35 50℃,造粒可以让颗粒更加均匀方~ ~ ~
便后续的辊压制片过程;
S14、辊压和复合:将S13中经造粒后的混合正极材料进行辊压成膜,辊压温度为20
55℃,压力为8 15MPa;接着将辊压后的混合正极材料膜片与铝箔复合,复合温度为20 45~ ~ ~
℃,压力为5 10MPa,得到复合正极极片;
~
S2、负极极片的制备:
S21、负极材料的干混:将石墨、导电碳黑、聚四氟乙烯(PTFE)和偶氮二异丁腈以质量百分比为95 95.9%:1%:3%:0.1 1%的比例置于反应釜中进行混合,混合转子转速为1000~ ~ ~
5000rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,温度为15 25℃,得到混合负极材料;
~ ~
S22、纤维化:将S21中得到的混合负极材料进行纤维化处理,纤维化处理的转子转速为1000 5000rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,温度为35 55℃;纤维化的目的是将颗粒~ ~ ~
状的粘接剂在加热和剪切力的共同作用下拉伸为纤维状包覆负极材料和其他添加剂,起到粘接材料和约束膨胀的效果;
S23、造粒:将S22中经过纤维化处理的混合负极材料进行造粒,造粒的转子转速为
1000 5000rpm,反应釜内壁转速为10 50rpm,温度为35 50℃,造粒可以让颗粒更加均匀方~ ~ ~
便后续的辊压制片过程;
S24、辊压和复合:将S23中经造粒后的混合负极材料冷却至室温后进行辊压成膜,辊压温度为20 45℃,压力为8 15MPa;接着将辊压后的混合负极材料膜片与铜箔复合,复合~ ~
温度为20 45℃,压力为5 10MPa,得到复合负极极片;
~ ~
S3、电芯装配:将S1中得到的复合正极极片和S2中得到的复合负极极片分别模切
成设计形状,然后利用叠片机以复合负极极片‑隔膜‑复合正极极片‑隔膜‑复合负极极片‑……‑隔膜‑复合正极极片的方式依次叠片形成极芯,然后经过冷压压实后转移至铝塑膜冲坑中,随后完成顶侧热封,得到电芯;其中,冷压压力为5‑10MPa,冷压时间为:10‑60s;
S4、注液:将含有聚合物单体季戊四醇四丙烯酸酯且不含有引发剂(偶氮二异丁
腈)的电解液通过气囊袋侧注入S3中制得的电芯内部,完成注液后立即对气囊袋密进行一次热封;因电解液中只混入了聚合物单体,即使在注液过程中有电解液残留在气囊袋侧的铝塑膜内壁,由于没有偶氮二异丁腈的作用,残留在封口位置的电解液不会在后续的热封过程中发生固化现象,从而不会影响热封效果;其中,电解液包括0.5 2wt%的锂盐、85~ ~
91wt%的有机溶剂、0.5 1wt%的添加剂、1.5 3wt%的聚合物单体;
~ ~
S5、浸润:将S4中注液后的电芯转移至浸润工序,浸润的目的是为了让液态电解液完全润湿正极极片和负极极片,从而为正极极片和负极极片间的离子提供传输通道;浸润温度为常温(25℃左右),浸润时间为24‑72h;
S6、原位固化:将S5中完成浸润的电芯放置高温固化室中,混合在复合正极极片和复合负极极片中的偶氮二异丁腈,在一定高温作用下会发生断链反应,并伴随着N2和分解产物的产生,分解产物与电解液中的聚合物单体发生反应形成纤维骨架材料,电解液附着在纤维骨架材料上,无法保持流动性,使得电解液在宏观上以凝胶状态存在;因引发剂偶氮二异丁腈已在前面的干法混合过程与正极材料和负极材料完成了均匀混合,含有单体引发剂的电解液浸入电池极片内部后,在高温作用下,偶氮二异丁腈发生分解,分解产物与聚合物单体发生固化反应,使得复合正极极片和复合负极极片内部和周围的电解液发生固化,而注液和原位固化过程中残留在铝塑膜内部表面的电解液,由于无法直接与偶氮二异丁腈接触,从而使得残留在封印位置处的电解液不会发生固化反应,进而不会影响后续的封印过程;其中,原位固化的固化温度为45 80℃,固化时间为4 10h;
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S7、二次热封:将S6中完成原位固化的电池放入密封腔体中,采用真空吸去电芯内部固化过程产生的废气,然后裁切掉部分气囊袋,随后立即完成气囊袋的二次热封;二次热封的温度为150 200℃,时间为3 8s,真空度为0.090‑0.098KPa;
~ ~
S8、化成:将S7中完成二次热封的电芯放入化成池中,根据工部通入电流,使得电芯内部的复合负极极片表面生产SEI膜,让电池带电,并伴随着烃类废气产生;
S9、终封: 将S8中完成化成的电芯放入热封机中,吸去电芯内部废气,并完成终封工序;终封的温度为150 200℃,时间为3 8s,真空度为0.090 0.098KPa;然后再进行二次裁~ ~ ~
切,裁切掉剩余多余的气囊袋,完成电芯制备,电芯下线。
[0090] 综上所述,本发明的半固态电池制备工艺,在半固态电池制备工艺过程中,通过采用干法制备正极极片和负极极片中,从而巧妙的将引发剂掺进正极极片和负极极片中,后续再注入不含引发剂的电解液,如此即使热封封印处残留有电解液也不会影响热封效果,因为电解液中无引发剂,使得电解液中的聚合物受热也无法固化,从而不仅解决了现有软包半固态电池在热封口处残留的凝胶电解液导致电池虚封的问题,还简化了工艺流程,提升了生产效率,同时,引发剂以掺杂方式均匀混入正极极片和负极极片,电解液浸入正极极片和负极极片中后,在引发剂和加热同时具备条件下,电解液中的聚合物单体即可原位聚合形成凝胶电解质均匀分布在正极极片和负极极片中,从而有效增加了正极极片和负极极片与凝胶电解质的接触面积,进而提升了电化学性能,具有操作简单、成本低和效率高的优点,适用于工业化生产,在动力电池技术领域,具有推广应用价值。
[0091] 以上实施例仅是示例性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本申请的权利要求所涵盖。

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