專利名稱：鋰離子電池的制作方法及其石墨負(fù)極極片的壓片方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池制造領(lǐng)域，具體是涉及一種鋰離子電池的制作方法及其石墨負(fù)極極片的壓片方法。
背景技術(shù)：
綜合性能好的高容量鋰離子電池越來越成為電池市場需求的主題，而電池負(fù)極材料的加工性能對(duì)電芯的整體性能存在著重要的影響，尤其是高壓實(shí)的負(fù)極材料更是技術(shù)上關(guān)注的焦點(diǎn)。目前鋰離子電池制造行業(yè)內(nèi)所用的負(fù)極材料中，負(fù)極活性物質(zhì)主要還是天然石墨、天然改性石墨和人造石墨。為使負(fù)極活性物質(zhì)與網(wǎng)柵或集流片接觸緊密，降低極片的厚度，增加裝填量，電池制作過程中在負(fù)極漿料涂覆、烘干、切片后需要對(duì)負(fù)極極片進(jìn)行壓片，以提高電池單位體積的利用率，從而提高電池的容量。而石墨負(fù)極材料存在的缺陷是， 其本身的物理反彈比較大，極片在壓片后很短一段時(shí)間內(nèi)厚度就會(huì)迅速反彈回升，以至于壓實(shí)密度達(dá)不到材料本身許可的可壓密度，這時(shí)如果直接以較強(qiáng)的壓力將其壓至更大的壓實(shí)密度，就會(huì)出現(xiàn)光亮、褶皺等現(xiàn)象，使材料失去本身的優(yōu)良性能，嚴(yán)重的話還有可能將石墨顆粒壓碎。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題技術(shù)提出一種鋰離子電池的石墨負(fù)極極片的壓片方法， 及采用該壓片方法制作鋰離子電池的方法，以提高鋰離子電池石墨負(fù)極的實(shí)際壓實(shí)密度， 從而充分利用有限的電池空間，提升電池容量。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為這種鋰離子電池的石墨負(fù)極極片的壓片方法的特點(diǎn)是對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行多次壓實(shí)操作，每次壓實(shí)操作間隔設(shè)定時(shí)間，且每次壓實(shí)密度不超過石墨負(fù)極極片的最大可用壓實(shí)密度。優(yōu)選的，上述鋰離子電池的石墨負(fù)極極片的壓片方法，先按第一壓實(shí)密度對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作，間隔設(shè)定時(shí)間后，再按第二壓實(shí)密度對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作。所述第二壓實(shí)密度為石墨負(fù)極極片的設(shè)計(jì)壓實(shí)密度。所述第一壓實(shí)密度為石墨負(fù)極極片的設(shè)計(jì)壓實(shí)密度。所述設(shè)定時(shí)間為15 45min。這種鋰離子電池的制作方法包括石墨負(fù)極極片的壓片步驟，且所述石墨負(fù)極極片的壓片步驟中，對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行多次壓實(shí)操作，每次壓實(shí)操作間隔設(shè)定時(shí)間，且每次壓實(shí)密度不超過石墨負(fù)極的最大可用壓實(shí)密度。優(yōu)選地，所述石墨負(fù)極極片的壓片步驟具體為先按第一壓實(shí)密度對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作，間隔設(shè)定時(shí)間后，再按第二壓實(shí)密度對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比所具有的有益效果是通過在常規(guī)一次壓片操作的的基礎(chǔ)上，對(duì)石墨負(fù)極進(jìn)行二次壓片工藝，對(duì)負(fù)極石墨材料的反彈給以緩沖，最終的實(shí)際壓實(shí)密度有效提高，使實(shí)際壓實(shí)密度盡量接近可用的最大壓實(shí)密度，從而提高負(fù)極容量密度，在電池內(nèi)部空間不變的情況下達(dá)到提升電池容量的目的。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一采用純天然石墨為負(fù)極活性材料制作石墨負(fù)極極片，其最大可用壓實(shí)密度為 1. 62g/cm3，采用該石墨負(fù)極極片制作423450型的電池。對(duì)比例負(fù)極的設(shè)計(jì)壓實(shí)密度為1. 58g/cm3，采用常規(guī)的一次壓片方法，按壓實(shí)密度為1. 58g/cm3對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作，壓片后負(fù)極在短時(shí)間內(nèi)反彈，測試最終的實(shí)際壓實(shí)密度降為1. 53 1. 55g/cm3。制作100件對(duì)比例的電芯，確保負(fù)極量達(dá)到飽和狀態(tài)， 電芯基本性能都正常。試驗(yàn)測得0. 2C放電的平均容量為941. 88mAh。實(shí)施例采用二次壓片進(jìn)行制作，第一次將負(fù)極極片按1.58g/cm3的第一壓實(shí)密度進(jìn)行壓實(shí)，等待15 45min不等的設(shè)定時(shí)間，極片反彈后，再按1. 58g/cm3的第二壓實(shí)密度進(jìn)行一次重復(fù)碾壓工序，測試最終的實(shí)際壓實(shí)密度為1. 57 1. 58g/cm3,比對(duì)比例在相同的空間內(nèi)可以增加更多的負(fù)極量。按照二次壓片工序制作100件電池，確保負(fù)極量達(dá)到飽和狀態(tài)，電芯基本性能正常。試驗(yàn)測得0. 2C放電的平均容量為978. 80mAh，高于對(duì)比例的電池容量。
具體實(shí)施方式
二采用天然包覆石墨為負(fù)極活性材料制作石墨負(fù)極極片，其最大可用壓實(shí)密度為 1. 60g/cm3，采用該石墨負(fù)極極片制作423048型電池。對(duì)比例負(fù)極的設(shè)計(jì)壓實(shí)密度為1. 56g/cm3，采用常規(guī)的一次壓片方法，按壓實(shí)密度為1. 56g/cm3對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作，壓片后負(fù)極在短時(shí)間內(nèi)反彈，測試最終的實(shí)際壓實(shí)密度降為1. 49 1. 51g/cm3。制作100件對(duì)比例的電芯，確保負(fù)極量達(dá)到飽和狀態(tài)， 電芯基本性能都正常。試驗(yàn)測得0. 2C放電的平均容量為743. 22mAh, IC放電的平均容量為 721.53mAh。實(shí)施例采用二次壓片進(jìn)行制作，第一次將負(fù)極極片按1.56g/cm3的第一壓實(shí)密度進(jìn)行壓實(shí)操作，等待30min的設(shè)定時(shí)間，極片反彈后，再按1. 56g/cm3的第二壓實(shí)密度進(jìn)行一次重復(fù)碾壓工序，測試最終的實(shí)際壓實(shí)密度為1. 54 1. 56g/cm3,比對(duì)比例在相同的空間內(nèi)可以增加更多的負(fù)極物質(zhì)量。按照二次壓片工序制作100件電池，確保負(fù)極量達(dá)到飽和狀態(tài)，電芯基本性能正常。試驗(yàn)測得0. 2C放電的平均容量為765. 66mAh, IC放電的平均容量為743. 6 ImAh，高于對(duì)比例的電池容量。
具體實(shí)施方式
三采用高性能人造石墨為負(fù)極活性材料制作石墨負(fù)極極片，其最大可用壓實(shí)密度為 1. 65g/cm3，采用該石墨負(fù)極極片制作433446型電池。對(duì)比例負(fù)極的設(shè)計(jì)壓實(shí)密度為1. 61g/cm3，采用常規(guī)的一次壓片方法，按壓實(shí)密度為1. 61g/cm3對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作，壓片后負(fù)極在短時(shí)間內(nèi)反彈，測試最終的實(shí)際壓實(shí)密度降為1. 56 1. 58g/cm3。制作100件對(duì)比例的電芯，確保負(fù)極量達(dá)到飽和狀態(tài)， 電芯基本性能都正常。試驗(yàn)測得0. 2C放電的平均容量為816. 87mAh。
實(shí)施例采用二次壓片進(jìn)行制作，第一次將負(fù)極極片按1.58g/cm3的第一壓實(shí)密度進(jìn)行壓實(shí)操作，等待30min的設(shè)定時(shí)間，極片反彈后，再按1. 63g/cm3的第二壓實(shí)密度進(jìn)行一次重復(fù)碾壓工序，測試最終的實(shí)際壓實(shí)密度為1. 59 1. 62g/cm3,比對(duì)比例在相同的空間內(nèi)可以增加更多的負(fù)極活性物質(zhì)含量。按照二次壓片工序制作100件電池，確保負(fù)極量達(dá)到飽和狀態(tài)，電芯基本性能都正常。試驗(yàn)測得0. 2C放電的平均容量為834. 36mAh,高于對(duì)比例的電池容量。
具體實(shí)施方式
四采用高性能人造石墨為負(fù)極活性材料制作石墨負(fù)極極片，其最大可用壓實(shí)密度為 1. 65g/cm3，采用該石墨負(fù)極極片制作053450型電池。對(duì)比例負(fù)極的設(shè)計(jì)壓實(shí)密度為1. 60g/cm3，采用常規(guī)的一次壓片方法，按壓實(shí)密度為1. 60g/cm3對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作，壓片后負(fù)極在短時(shí)間內(nèi)反彈，測試最終的實(shí)際壓實(shí)密度降為1. 54 1. 58g/cm3。制作100件對(duì)比例的電芯，確保負(fù)極量達(dá)到飽和狀態(tài)， 電芯基本性能都正常。試驗(yàn)測得0. 2C放電的平均容量為1044. 50mAh。

實(shí)施例采用二次壓片進(jìn)行制作，第一次將負(fù)極極片按1.45g/cm3的第一壓實(shí)密度進(jìn)行壓實(shí)操作，等待30min的設(shè)定時(shí)間，極片反彈后，再按1. 61g/cm3的第二壓實(shí)密度進(jìn)行一次重復(fù)碾壓工序，測試最終的實(shí)際壓實(shí)密度為1. 59 1. 60g/cm3,比對(duì)比例在相同的空間內(nèi)可以增加更多的負(fù)極物質(zhì)量。按照二次壓片工序制作100件電池，確保負(fù)極量達(dá)到飽和狀態(tài)，電芯基本性能都正常。試驗(yàn)測得0. 2C放電的平均容量為1073. 15mAh，高于對(duì)比例的電池容量。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池的石墨負(fù)極極片的壓片方法，其特征在于對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行多次壓實(shí)操作，每次壓實(shí)操作間隔設(shè)定時(shí)間，且每次壓實(shí)密度不超過石墨負(fù)極極片的最大可用壓實(shí)密度。
2.如權(quán)利要求2所述的鋰離子電池的石墨負(fù)極極片的壓片方法，其特征在于先按第一壓實(shí)密度對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作，間隔設(shè)定時(shí)間后，再按第二壓實(shí)密度對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作。
3.如權(quán)利要求2所述的鋰離子電池的石墨負(fù)極極片的壓片方法，其特征在于所述第二壓實(shí)密度為石墨負(fù)極極片的設(shè)計(jì)壓實(shí)密度。
4.如權(quán)利要求3所述的鋰離子電池的石墨負(fù)極極片的壓片方法，其特征在于所述第一壓實(shí)密度為石墨負(fù)極極片的設(shè)計(jì)壓實(shí)密度。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的鋰離子電池的石墨負(fù)極極片的壓片方法，其特征在于所述設(shè)定時(shí)間為15-45min。
6.一種鋰離子電池的制作方法，包括石墨負(fù)極極片的壓片步驟，其特征在于所述石墨負(fù)極極片的壓片步驟中，對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行多次壓實(shí)操作，每次壓實(shí)操作間隔設(shè)定時(shí)間，且每次壓實(shí)密度不超過石墨負(fù)極的最大可用壓實(shí)密度。
7.如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池的制作方法，其特征在于，所述石墨負(fù)極極片的壓片步驟具體為先按第一壓實(shí)密度對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作，間隔設(shè)定時(shí)間后，再按第二壓實(shí)密度對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作。
8.如權(quán)利要求7所述的鋰離子電池的制作方法，其特征在于所述第二壓實(shí)密度為石墨負(fù)極極片的設(shè)計(jì)壓實(shí)密度。
9.如權(quán)利要求8所述的鋰離子電池的制作方法，其特征在于所述第一壓實(shí)密度為石墨負(fù)極極片的設(shè)計(jì)壓實(shí)密度。
10.如權(quán)利要求6-9中任意一項(xiàng)所述的鋰離子電池的制作方法，其特征在于所述設(shè)定時(shí)間為15-45min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池的制作方法及其石墨負(fù)極極片的壓片方法，壓片時(shí)先按第一壓實(shí)密度對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作，間隔設(shè)定時(shí)間后，再按第二壓實(shí)密度對(duì)石墨負(fù)極極片進(jìn)行壓實(shí)操作。本發(fā)明通過對(duì)石墨負(fù)極進(jìn)行二次壓片工藝，使得負(fù)極石墨材料的壓實(shí)密度有效提高，從而提高負(fù)極容量密度，達(dá)到提升電池容量的目的。
文檔編號(hào)H01M4/1393GK102169983SQ20101011593
公開日2011年8月31日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月25日
發(fā)明者劉振國, 劉艷麗, 羅朝暉, 陳輝, 黑自陽 申請人:深圳市比克電池有限公司