三元软包电池及其制备方法.pdf

本发明属于锂电池技术领域，涉及一种高安全性、长寿命三元软包电池及其制备方法。本发明采用的技术方案是：三元软包电池，包括电芯，其特征是，由外向中间分别叠入隔膜、铜箔、隔膜、铜箔、单面涂覆负极片、隔膜、常规双面涂覆正极片、隔膜、常规双面涂覆负极片形成电芯。所述隔膜为20~40μm厚度的无纺布陶瓷隔膜，无纺布陶瓷隔膜为无纺布基层双面涂覆Al2O3陶瓷层，无纺布基层厚度16~32μm，单面陶瓷层厚度2~4μm。所述铜箔、单面涂覆负极片和常规双面涂覆负极片的尺寸相同，铜箔厚度10~12μm。

权利要求书1.  三元软包电池，包括电芯，其特征是，由外向中间分别叠入隔膜（1）、铜箔(2)、隔膜、铜箔、单面涂覆负极片(3)、隔膜、常规双面涂覆正极片(4)、隔膜、常规双面涂覆负极片形成电芯。 2.  根据权利要求1所述的三元软包电池，其特征是，所述隔膜为20~40μm厚度的无纺布陶瓷隔膜，无纺布陶瓷隔膜为无纺布基层双面涂覆Al2O3陶瓷层，无纺布基层厚度16~32μm，单面陶瓷层厚度2~4μm。 3.  根据权利要求1所述的三元软包电池，其特征是，所述铜箔、单面涂覆负极片(3)和常规双面涂覆负极片的尺寸相同，铜箔厚度10~12μm。 4.  一种制备权利要求1所述的三元软包电池的方法，包括制备极片、叠片、极耳焊接、封装和和电芯烘烤，其特征是， 所述制备极片包括涂覆层的配料、极片涂布、辊压、热压成型和制片； 所述电芯烘烤步骤为： 100~110℃高温加热10~30min， 抽真空加热3~5min，真空度-0.09～-0.1 MPa， 在-0.09～-0.1 MPa压力条件下保真空加热60~120min， 充入高纯氮气加热3~5min， 循环②~④步骤8~12次，烘烤时间12~24h。

说明书三元软包电池及其制备方法
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，涉及一种高安全性、长寿命三元软包电池及其制备方法。
背景技术
三元软包电池能量密度大，但目前其循环寿命不及磷酸铁锂电池，三元材料本身的热稳定性较差，导致三元软包电池与磷酸铁锂电池相比安全性能相对较差，尤其是电池针刺起火，严重阻碍了三元软包电池在动力领域的发展。
随着国家新能源汽车战略的出台，三元软包锂离子动力电池及其电池组市场规模将快速增长。根据市场需求，必须把三元软包电池各项性能提升作为研发的重点，尤其是安全性能和循环性能的提升，目的是使其更适合新能源汽车的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种高安全性、长寿命三元软包电池制备方法，解使得三元软包电池不仅具有高能量密度，还具有良好的安全性能和循环寿命。
为实现上述目的，本专利采用的技术方案是：
三元软包电池，包括电芯，其特征是，由外向中间分别叠入隔膜1、铜箔2、隔膜、铜箔、单面涂覆负极片3、隔膜、常规双面涂覆正极片4、隔膜、常规双面涂覆负极片形成电芯。
根据权利要求1所述的三元软包电池，其特征是，所述隔膜为20~40μm厚度的无纺布陶瓷隔膜，无纺布陶瓷隔膜为无纺布基层双面涂覆Al2O3陶瓷层，无纺布基层厚度16~32μm，单面陶瓷层厚度2~4μm。
根据权利要求1所述的三元软包电池，其特征是，所述铜箔、单面涂覆负极片3和常规双面涂覆负极片的尺寸相同，铜箔厚度10~12μm。
一种制备权利要求1所述的三元软包电池的方法，包括制备极片、叠片、极耳焊接、封装和和电芯烘烤，其特征是，
所述制备极片包括涂覆层的配料、极片涂布、辊压、热压成型和制片；
所述电芯烘烤步骤为：
①  100~110℃高温加热10~30min，
②  抽真空加热3~5min，真空度-0.09～-0.1 MPa，
③  在-0.09～-0.1 MPa压力条件下保真空加热60~120min，
④  充入高纯氮气加热3~5min，
⑤  循环②~④步骤8~12次，烘烤时间12~24h。
本发明其它工艺技术为本领域常规工艺技术。
本发明的优点与效果是：
1.  本发明使用无纺布陶瓷隔膜制备三元软包电池，隔膜吸液、持液能力强，提高了电池的循环寿命。
2.  本发明使用无纺布陶瓷隔膜制备三元软包电池，无纺布陶瓷隔膜耐高温性能好，电芯受到破坏时隔膜不会迅速熔断，提高了电池的安全性能。
3.  本发明在叠片时叠片电芯叠层由外向里分别叠入隔膜、铜箔、隔膜、铜箔单面涂覆负极片、隔膜、常规双面涂覆正极片，在电芯受到外界破坏时，电流和热量可以通过外层铜箔迅速导出，缓解了电池内部材料热失控产生危险，提高了电池的安全性能。
4.  本发明因无纺布陶瓷隔膜耐高温性能好，电芯可进行高温烘烤，烘烤前无需进行严格的湿度控制，节约了生产成本。
附图说明
图1为三元软包叠片电芯解剖图，
附图标记：1、无纺布陶瓷隔膜，2、铜箔， 3、单面涂覆负极片，4、双面涂覆负极片，5、双面涂覆正极片。
具体实施方式
对本专利进一步具体说明。
制作HTPN07140200-20Ah-3.6V型号的软包装锂离子动力电池，首先进行常规配料，然后进行常规的负极单面涂布、辊压、制片，负极双面涂覆、辊压、制片，正极双面涂覆、辊压、制片，再进行叠片，叠片电芯叠层由外向里分别叠入隔膜1、铜箔2、隔膜、铜箔、单面涂覆负极片3、隔膜、常规双面涂覆正极片4、隔膜、常规双面涂覆负极片，电芯叠层中间部分均为常规双面涂覆正极片4、隔膜、常规双面涂覆负极片。
其中隔膜为30μm厚度无纺布陶瓷隔膜，无纺布陶瓷隔膜为无纺布基层隔膜双面涂覆Al2O3陶瓷层，无纺布基层隔膜厚度24μm，单面陶瓷层厚度3μm。
铜箔、单层涂层负极片、双涂层负极片尺寸相同，铜箔厚度10μm。
最后进行极耳焊接、封装、电芯烘烤、注液、化成、抽液成型、检测、入库。电池制片、叠片、极耳焊接、封装，其中电芯烘烤步骤设定为：①100~110℃高温加热20min，②抽真空加热5min，真空度-0.09MPa，③-0.09MPa保真空加热60min，④充入高纯氮气加热5min，循环②~④步骤10次，烘烤时间12h。
制备出的HTPN07140200-20Ah-3.6V电池循环性能达到1C充放循环5000次容量保持85%，针刺测试不着火。