一种聚合物锂离子电池的制作工艺的制作方法
一种聚合物锂离子电池的制作工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡离子电池的制作领域，尤其设及一种聚合物裡离子电池的制作工 乙。
【背景技术】
[0002] 消费电子产品电源通常采用钢壳、侣壳裡离子电池，但由于近几年消费电子产品 的升级、更新的周期的变短，项目周期由2~5年缩短到1年甚至几个月，常规的钢壳、侣壳 电池无法适应该种新产品变化带来的电池尺寸的变更，而聚合裡离子电池可W根据项目变 化，灵活、快速的做出很好的反应，可W随时为客户进行定制化产品制作，同时聚合物裡离 子电池具备有更高的安全性能，由此带来了消费电子产品电源类型的变化，由钢壳、侣壳逐 渐调整到聚合物裡离子电池。
[0003] 现有技术中，聚合物裡离子电池的制作工艺包括；拉浆制片工艺、卷绕组装工艺、 注液化成工艺、二次封装工艺和分容检测工艺，其中拉浆制片工艺包括；巧材选择-涂 布-分切大片-整卷烘烤-压片-正极贴大胶-分切小片-极片分档-极耳焊接-极耳 贴胶-极片吸尘-极片二次烘烤。卷绕组装工艺包括；卷绕-卷巧全检-卷巧热压-卷巧 吸尘短路测试-膜成型-入壳-顶侧封-贴膜-测短路。注液化成工艺包括：烘烤-试注 液-注液，得到注液后的电池巧；将电池巧抽真空-真空一封-注液量全检-清洗表面电解 液-陈化-化成-极耳套管-化成后搁置。
[0004]消费电子产品向智能化、大屏化和便携性的变化，带来了聚合物裡离子电池趋向 厚度逐渐变薄，面积逐渐变大，由于该个变化导致电池如果采用常规的设计方案，电池的 内部正负极与隔膜的层间距无法控制，存在很大空隙，形成电池后，电池内部有较多气体存 在，导致电池电性能下降、能量密度低、电池硬度低等问题。现有技术中聚合物裡离子电池 在二次真空封口时采用较低的真空进行排气，可W-定程度的提升内部层间结合紧密，减 少内部残余气体，但是其副作用是，内部的部分电解液也被抽出，导致成品电池欠液，使得 电池的电性能下降。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚合物裡离子电池的制作工艺，本发明提 供的制作工艺制作的聚合物裡离子电池具有较高的电性能。
[0006] 本发明提供了一种聚合物裡离子电池的制作工艺，包括W下步骤：
[0007] 将注液后的电池巧进行陈化；
[000引将陈化后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物裡离子电池；
[0009] 所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。
[0010] 优选地，所述热压聚合的温度为30°c~80°C。
[0011] 优选地，所述热压聚合的温度为40°C~70°C。
[0012] 优选地，所述热压聚合的时间为10s~360s。
[0013] 优选地，所述热压聚合的时间为30s~180s。
[0014] 优选地，所述热压聚合的压力为0.1~0.7N/mm2。
[0015] 优选地，所述热压聚合的压力为0. 3~0. 6N/mm2。
[0016] 优选地，所述陈化的温度优选为35°C~45°C;所述陈化的时间优选为16h~2化。
[0017] 优选地，所述陈化后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成具体为；
[0018] 所述陈化后的电池巧进行热压聚合、化成和再次进行热压聚合。
[0019] 优选地，所述W任意次序进行热压聚合和化成之后，得到聚合物裡离子电池之前， 还包括真空二封；
[0020] 所述真空二封的压力为0. 3~0. 7MPa。
[0021] 本发明提供了一种聚合物裡离子电池的制作工艺，包括W下步骤；将注液后的电 池巧进行陈化；将陈化后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物裡离子电 池；所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。本发 明提供的制作工艺通过热压聚合，使制得的聚合物裡离子电池具有较高的电性能。另外， 本发明提供的制作工艺制作的电池还具有较高的电池硬度和较高的能量密度。实验结果表 明；本发明提供的制作工艺制作的聚合物裡离子电池的电池硬度为3度~7度；聚合物裡 离子电池的能量密度为520Wh/L~580Wh/L;聚合物裡离子电池的0. 5C充放循环500周次 容量保持率为80 %~85 %。
【具体实施方式】
[0022] 本发明提供了一种聚合物裡离子电池的制作工艺，包括W下步骤：
[0023] 将注液后的电池巧进行陈化；
[0024] 将陈化后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物裡离子电池；
[0025] 所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。
[0026] 在本发明中，所述电池巧的正极优选为钻酸裡、铺酸裡和镶酸裡中的一种或多种； 所述电池巧的负极优选为人造石墨或中间相碳微球。
[0027] 电池巧中的隔膜为聚偏氣己締（PVD巧涂覆的聚己締（P巧膜或PVDF涂覆的聚丙 締（P巧膜。在本发明的具体实施例中，所述隔膜具体为韩国W-scope涂覆隔膜。
[002引本发明对注液采用的电解液没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备聚 合物裡离子电池时的电解液即可。在本发明中，采用的电解液优选包括LiPFe盐、碳酸二己 醋值EC)、碳酸己締醋巧C)、聚苯己締（P巧和碳酸亚己締醋（VC)。在本发明的具体实施例 中，所述LiPFe盐的摩尔浓度优选为0. 8~1. 3mol/L，更优选为1. 0~1.Imol/L;所述LiPF6 盐的物质的量、碳酸二己醋的质量、碳酸己締醋的质量、聚苯己締的质量和碳酸亚己締醋的 质量比优选为（1. 0~1.l)mol;(30~70)g;(20~50)g;(3~10)g;(3~10)g，更优选为 (1. 02 ~1. 07)mol;巧0 ~60)g;(30 ~40)g;巧~8)g;巧~8)g。
[0029] 本发明优选将完成注液后的电池巧进行真空一封。本发明对真空一封的方法没有 特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的真空一封技术方案即可。在本发明中，所述真空一 封时上封头的温度优选为180°C~190°C;下封头的温度优选为180°C~190°C;所述真空一 封的时间优选为4~6s;所述真空一封的压力优选为0. 35MPa~0. 45MPa;所述真空一封时 的真空度优选为-0. 〇85MPaW下；所述真空一封的封边强度优选大于等于35N/15mm。
[0030] 本发明对陈化的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的陈化技术方案 即可。在本发明中，所述陈化的温度优选为35°c~45°C;所述陈化的时间优选为1化~2化。
[0031] 完成陈化后，本发明对陈化后的电池巧进行热压聚合。本发明为了区分下述技术 方案所述的热压聚合，将紧邻陈化后的热压聚合命名为第一热压聚合。在本发明中，所述第 一热压聚合的温度优选为30°C~80°C，更优选为40°C~70°C;所述第一热压聚合的时间优 选为10s~360s，更优选为30s~180s;所述第一热压聚合的压力优选为0. 1~0. 7N/mm2， 更优选为0.3~0.6N/mm2。本发明优选采用惠州蠢辉的自动冷热平压机进行热压聚合。本 发明通过热压聚合将正极、负极和隔膜聚合黏结在一起，形成一个整体。
[0032] 完成第一热压聚合后，本发明优选将第一热压聚合后的电池巧进行化成。本发明 对化成的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的化成技术方案即可。在本发明 中，所述化成采用多阶段充电方式；在本发明的具体实施例中，本发明先采用0.02C的电 流，电压控制在3. 4VW内进行化成1~化；再采用0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进 行化成2~化。本发明通过多阶段充电方式的化成使得形成稳定、致密的固体电解质界面 (SEI)膜。
[0033] 在本发明中，化成或热压聚合之后，得到聚合物裡离子电池之前，优选还包括真空 二封。本发明可W对化成后的电池巧直接进行真空二封，得到聚合物裡离子电池；也可W对 化成后的电池巧进行第二热压聚合，第二热压聚合之后再进行真空二封，得到聚合物裡离 子电池。
[0034] 在本发明中，所述第二热压聚合的温度优选为30°C~80°C，更优选为40°C~ 7〇°C;所述第二热压聚合的时间优选为10s~360s，更优选为30s~180s;所述第二热压聚 合的压力优选为0. 1~0. 7N/mm2,更优选为0. 3~0. 6N/mm2。
[0035] 本发明对真空二封的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的真空二封 的技术方案即可。在本发明中，所述真空二封时上封头的温度优选为175°C~185°C;下封 头的温度优选为175°C~185°C;所述真空二封时的压力优选为0. 3~0. 7MPa;所述真空二 封的真空度优选为-0. 85MPa~-0. 95MPa，更优选为0. 9MPa。
[0036] 完成真空二封后，本发明优选对真空二封后的电池进行分容。本发明对分容的方 法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的分容技术方案即可。
[0037] 在本发明的某些实施例中，聚合物裡离子电池的制作工艺具体包括W下步骤：
[003引将注液后的电池巧依次进行真空一封、陈化、热压聚合、化成和真空二封，得到聚 合物裡离子电池；
[0039] 所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。
[0040] 在本发明的某些实施例中，聚合物裡离子电池的制作工艺具体包括W下步骤：
[0041] 将注液后的电池巧依次进行真空一封、陈化、热压聚合、化成、再次进行热压聚合、 真空二封和分容，得到聚合物裡离子电池；
[0042] 所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。
[0043] 在本发明的某些实施例中，聚合物裡离子电池的制作工艺具体包括W下步骤：
[0044] 将注液后的电池巧依次进行真空一封、陈化、化成、热压聚合、真空二封和分容，得 到聚合物裡离子电池；
[0045] 所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。
[0046] 本发明采用专利号201210484512. 0中的测试方法对制得的聚合物裡离子电池进 行电池硬度的测定。
[0047] 本发明提供了一种聚合物裡离子电池的制作工艺，包括W下步骤；将注液后的电 池巧进行陈化；将陈化后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物裡离子电 池；所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。本发 明提供的制作工艺通过热压聚合，使制得的聚合物裡离子电池具有较高的电性能。另外，本 发明提供的制作工艺制作的聚合物裡离子电池还具有较高的电池硬度和较高的能量密度。 实验结果表明；本发明提供的制作工艺制作的聚合物裡离子电池的电池硬度为3度~7度； 聚合物裡离子电池的能量密度为520Wh/L~580Wh/L;聚合物裡离子电池的0. 5C充放循环 500周次容量保持率为80 %~85 %。
[0048] 本发明通过热压聚合，将聚合物裡离子电池内部完全热聚合，但不会影响电池内 部电解液浸润和裡离子电池SEI膜的形成，可W确保本发明制备的聚合物裡离子电池的各 项性能与非聚偏氣己締涂覆隔膜的聚合物裡离子电池的性能相当。
[0049] 为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供 的一种聚合物裡离子电池 的制作工艺进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
[00加]实施例1
[0化1 ] 采用钻酸裡作为正极，采用中间相碳微球作为负极，采用涂覆PVDF的PE膜作为隔 膜，采用600gDEC、300gEC、5gPS、5gVC和1.05mol的LiPFe盐作为电解液，包装膜采用日 本昭和的C40 ;采用上述原材料进行加工卷绕，完成卷绕后，进行顶封和侧封，然后在80°C 的烘箱中进行抽真空充氮气烘烤，经过大于12h的烘烤后，使得电池巧内部水分在l(K)ppm W内；之后进行降温，温度《40°C后进行注液，得到注液后的电池巧，再对电池巧进行真空 放置和真空一封；
[0化2] 完成真空一封后，对真空一封后的电池巧在43°C下陈化20h，得到陈化后的电池 苍；
[0化3] 对陈化后的电池巧在30°C、压力为0.1 N/mm2下进行热压聚合10s，得到热压聚合 的电池巧；
[0054] 对热压聚合的电池巧先采用0. 02C的电流，电压控制在3. 4VW内进行化成化；再 采用0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进行化成化；
[0化5] 对化成后的电池巧进行真空二封，真空二封的真空度为-0. 9MPa ;
[0化6] 完成真空二封后，对真空二封得到的电池巧进行分容检测，得到聚合物裡离子电 池。
[0057] 本发明对制得的聚合物裡离子电池进行性能测试，测试结果见表1所示，表1为本 发明实施例1制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果：
[005引表1本发明实施例1制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果
[0059]
[0060] 实施例2
[0061] 采用铺酸裡作为正极，采用中间相碳微球作为负极，采用涂覆PVDF的PE膜作为隔 膜，采用600gDEC、300gEC、5gPS、5gVC和1.05mol的LiPFe盐作为电解液，包装膜采用日 本昭和的C40 ;采用上述原材料进行加工卷绕，完成卷绕后，进行顶封和侧封，然后在80°C 的烘箱中进行抽真空充氮气烘烤，经过大于12h的烘烤后，使得电池巧内部水分在l(K)ppm W内；之后进行降温，温度《40°C后进行注液，得到注液后的电池巧，再对电池巧进行真空 放置和真空一封；
[0062] 完成真空一封后，对真空一封后的电池巧在43°C下陈化20h，得到陈化后的电池 巧；
[0063] 对陈化后的电池巧在80°C、压力为0.7N/mm2下进行热压聚合360s，得到热压聚合 的电池巧；
[0064] 对热压聚合的电池巧先采用0.02C的电流，电压控制在3. 4VW内进行化成2.化； 再采用0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进行化成化；
[00化]对化成后的电池巧进行真空二封和分容检测，得到聚合物裡离子电池。
[0066] 本发明对制得的聚合物裡离子电池进行性能测试，测试结果见表2所示，表2为本 发明实施例2制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果：
[0067] 表2本发明实施例2制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果
[0068]
[0069] 实施例3
[0070] 采用钻酸裡作为正极，采用人造石墨作为负极，采用涂覆PVDF的阳膜作为隔膜， 采用600gDEC、300gEC、5gPS、5gVC和1.05mol的LiPFe盐作为电解液，包装膜采用日本 昭和的C40 ;采用上述原材料进行加工卷绕，完成卷绕后，进行顶封和侧封，然后在80°C的 烘箱中进行抽真空充氮气烘烤，经过大于12h的烘烤后，使得电池巧内部水分在l(K)ppmW 内；之后进行降温，温度《40°C后进行注液，得到注液后的电池巧，再对电池巧进行真空放 置和真空一封；
[0071] 完成真空一封后，对真空一封后的电池巧在43°C下陈化20h，得到陈化后的电池 苍；
[0072] 对陈化后的电池巧在50°C、压力为0.3N/mm2下进行热压聚合180s，得到热压聚合 的电池巧；
[0073] 对热压聚合的电池巧先采用0. 02C的电流，电压控制在3. 4VW内进行化成化；再 采用0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进行化成化；
[0074] 对化成后的电池巧进行真空二封，真空二封的真空度为-0. 9MPa ;
[0075] 完成真空二封后，对真空二封得到的电池巧进行分容检测，得到聚合物裡离子电 池。
[0076] 本发明对制得的聚合物裡离子电池进行性能测试，测试结果见表3所示，表3为本 发明实施例3制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果：
[0077] 表3本发明实施例3制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果 [007引
[0079] 实施例4
[0080] 采用钻酸裡作为正极，采用中间相碳微球作为负极，采用涂覆PVDF的PE膜作为隔 膜，采用600gDEC、300gEC、5gPS、5gVC和1.05mol的LiPFe盐作为电解液，包装膜采用日 本昭和的C40;采用上述原材料进行加工卷绕，完成卷绕后，进行顶封和侧封，然后在80°C 的烘箱中进行抽真空充氮气烘烤，经过大于12h的烘烤后，使得电池巧内部水分在l(K)ppm W内；之后进行降温，温度《40°C后进行注液，得到注液后的电池巧，再对电池巧进行真空 放置和真空一封；
[0081] 完成真空一封后，对真空一封后的电池巧在43°C下陈化20h，得到陈化后的电池 苍；
[0082] 对陈化后的电池巧在50°C、压力为0. 4N/mm2下进行热压聚合240s，得到热压聚合 的电池巧；
[0083] 对热压聚合的电池巧先采用0. 02C的电流，电压控制在3. 4VW内进行化成化；再 采用0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进行化成3.化；
[0084] 对化成后的电池巧在50°C、压力为0. 4N/mm2下进行二次热压聚合240s，
[0085] 对完成二次热压聚合后的电池巧进行真空二封和分容检测，得到聚合物裡离子电 池。
[0086] 本发明对制得的聚合物裡离子电池进行性能测试，测试结果见表4所示，表4为本 发明实施例4制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果：
[0087] 表4本发明实施例4制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果 [008引
[0089] 实施例5
[0090] 采用钻酸裡作为正极，采用中间相碳微球作为负极，采用涂覆PVDF的PE膜作为隔 膜，采用600gDEC、300gEC、5gPS、5gVC和1.05mol的LiPFe盐作为电解液，包装膜采用日 本昭和的C40 ;采用上述原材料进行加工卷绕，完成卷绕后，进行顶封和侧封，然后在80°C 的烘箱中进行抽真空充氮气烘烤，经过大于12h的烘烤后，使得电池巧内部水分在l(K)ppm W内；之后进行降温，温度《40°C后进行注液，得到注液后的电池巧，再对电池巧进行真空 放置和真空一封；
[0091] 完成真空一封后，对真空一封后的电池巧在43°C下陈化20h，得到陈化后的电池 苍；
[0092] 对陈化的电池巧先采用0. 02C的电流，电压控制在3. 4VW内进行化成化；再采用 0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进行化成化；
[0093] 对化成后的电池巧在75°C、压力为0. 6N/mm2下进行热压聚合180s，得到热压聚合 的电池巧；
[0094] 对热压聚合后的电池巧进行真空二封和分容检测，得到聚合物裡离子电池。
[0095] 本发明对制得的聚合物裡离子电池进行性能测试，测试结果见表5所示，表5为本 发明实施例5制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果：
[0096] 表5本发明实施例5制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果
[0097]
[009引由W上实施例可知，本发明提供了一种聚合物裡离子电池的制作工艺，包括W下 步骤；将注液后的电池巧进行陈化；将化成后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成， 得到聚合物裡离子电池；所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂 覆的聚丙締膜。本发明提供的制作工艺通过热压聚合，使制得的聚合物裡离子电池具有较 高的电性能。另外，本发明提供的制作工艺制作的电池还具有较高的电池硬度和较高的能 量密度。实验结果表明；本发明提供的制作工艺制作的聚合物裡离子电池的电池硬度为3 度~7度；聚合物裡离子电池的能量密度为520Wh/L~580Wh/L;聚合物裡离子电池的0. 5C 充放循环500周次容量保持率为80 %~85 %。
[0099] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，该些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种聚合物锂离子电池的制作工艺，包括以下步骤： 将注液后的电池芯进行陈化； 将陈化后的电池芯以任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物锂离子电池； 所述电池芯的隔膜为聚偏氟乙烯涂覆的聚乙烯膜或聚偏氟乙烯涂覆的聚丙烯膜。2. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的温度为30°C~80°C。3. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的温度为40°C~70°C。4. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的时间为IOs~360s。5. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的时间为30s~180s。6. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的压力为0. 1~0. 7N/ mm2〇7. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的压力为0. 3~0. 6N/ mm2〇8. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述陈化的温度优选为35°C~45°C; 所述陈化的时间优选为16h~24h。9. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述陈化后的电池芯以任意次序进 行热压聚合和化成具体为； 所述陈化后的电池芯进行热压聚合、化成和再次进行热压聚合。10. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述以任意次序进行热压聚合和化 成之后，得到聚合物锂离子电池之前，还包括真空二封； 所述真空二封的压力为〇? 3~0? 7MPa。
【专利摘要】本发明提供了一种聚合物锂离子电池的制作工艺，包括以下步骤：将注液后的电池芯进行陈化；将陈化后的电池芯以任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物锂离子电池；所述电池芯的隔膜为聚偏氟乙烯涂覆的聚乙烯膜或聚偏氟乙烯涂覆的聚丙烯膜。本发明提供的制作工艺通过热压聚合，使制备的聚合物锂离子电池具有较高的电性能。另外，该聚合物锂离子电池还具有较高的电池硬度和较高的能量密度。实验结果表明：本发明提供的制作工艺制作的聚合物锂离子电池的电池硬度为3度～7度；聚合物锂离子电池的能量密度为520Wh/L～580Wh/L；聚合物锂离子电池的0.5C充放循环500周次容量保持率为80％～85％。
【IPC分类】H01M10/058, H01M2/16, H01M2/14
【公开号】CN104900919
【申请号】CN201510282309
【发明人】郑长明, 浦坚, 张平平, 郑浩, 乔冰邦, 陶裕锋
【申请人】杭州金色能源科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月28日
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡离子电池的制作领域，尤其设及一种聚合物裡离子电池的制作工 乙。
【背景技术】
[0002] 消费电子产品电源通常采用钢壳、侣壳裡离子电池，但由于近几年消费电子产品 的升级、更新的周期的变短，项目周期由2~5年缩短到1年甚至几个月，常规的钢壳、侣壳 电池无法适应该种新产品变化带来的电池尺寸的变更，而聚合裡离子电池可W根据项目变 化，灵活、快速的做出很好的反应，可W随时为客户进行定制化产品制作，同时聚合物裡离 子电池具备有更高的安全性能，由此带来了消费电子产品电源类型的变化，由钢壳、侣壳逐 渐调整到聚合物裡离子电池。
[0003] 现有技术中，聚合物裡离子电池的制作工艺包括；拉浆制片工艺、卷绕组装工艺、 注液化成工艺、二次封装工艺和分容检测工艺，其中拉浆制片工艺包括；巧材选择-涂 布-分切大片-整卷烘烤-压片-正极贴大胶-分切小片-极片分档-极耳焊接-极耳 贴胶-极片吸尘-极片二次烘烤。卷绕组装工艺包括；卷绕-卷巧全检-卷巧热压-卷巧 吸尘短路测试-膜成型-入壳-顶侧封-贴膜-测短路。注液化成工艺包括：烘烤-试注 液-注液，得到注液后的电池巧；将电池巧抽真空-真空一封-注液量全检-清洗表面电解 液-陈化-化成-极耳套管-化成后搁置。
[0004]消费电子产品向智能化、大屏化和便携性的变化，带来了聚合物裡离子电池趋向 厚度逐渐变薄，面积逐渐变大，由于该个变化导致电池如果采用常规的设计方案，电池的 内部正负极与隔膜的层间距无法控制，存在很大空隙，形成电池后，电池内部有较多气体存 在，导致电池电性能下降、能量密度低、电池硬度低等问题。现有技术中聚合物裡离子电池 在二次真空封口时采用较低的真空进行排气，可W-定程度的提升内部层间结合紧密，减 少内部残余气体，但是其副作用是，内部的部分电解液也被抽出，导致成品电池欠液，使得 电池的电性能下降。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚合物裡离子电池的制作工艺，本发明提 供的制作工艺制作的聚合物裡离子电池具有较高的电性能。
[0006] 本发明提供了一种聚合物裡离子电池的制作工艺，包括W下步骤：
[0007] 将注液后的电池巧进行陈化；
[000引将陈化后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物裡离子电池；
[0009] 所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。
[0010] 优选地，所述热压聚合的温度为30°c~80°C。
[0011] 优选地，所述热压聚合的温度为40°C~70°C。
[0012] 优选地，所述热压聚合的时间为10s~360s。
[0013] 优选地，所述热压聚合的时间为30s~180s。
[0014] 优选地，所述热压聚合的压力为0.1~0.7N/mm2。
[0015] 优选地，所述热压聚合的压力为0. 3~0. 6N/mm2。
[0016] 优选地，所述陈化的温度优选为35°C~45°C;所述陈化的时间优选为16h~2化。
[0017] 优选地，所述陈化后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成具体为；
[0018] 所述陈化后的电池巧进行热压聚合、化成和再次进行热压聚合。
[0019] 优选地，所述W任意次序进行热压聚合和化成之后，得到聚合物裡离子电池之前， 还包括真空二封；
[0020] 所述真空二封的压力为0. 3~0. 7MPa。
[0021] 本发明提供了一种聚合物裡离子电池的制作工艺，包括W下步骤；将注液后的电 池巧进行陈化；将陈化后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物裡离子电 池；所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。本发 明提供的制作工艺通过热压聚合，使制得的聚合物裡离子电池具有较高的电性能。另外， 本发明提供的制作工艺制作的电池还具有较高的电池硬度和较高的能量密度。实验结果表 明；本发明提供的制作工艺制作的聚合物裡离子电池的电池硬度为3度~7度；聚合物裡 离子电池的能量密度为520Wh/L~580Wh/L;聚合物裡离子电池的0. 5C充放循环500周次 容量保持率为80 %~85 %。
【具体实施方式】
[0022] 本发明提供了一种聚合物裡离子电池的制作工艺，包括W下步骤：
[0023] 将注液后的电池巧进行陈化；
[0024] 将陈化后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物裡离子电池；
[0025] 所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。
[0026] 在本发明中，所述电池巧的正极优选为钻酸裡、铺酸裡和镶酸裡中的一种或多种； 所述电池巧的负极优选为人造石墨或中间相碳微球。
[0027] 电池巧中的隔膜为聚偏氣己締（PVD巧涂覆的聚己締（P巧膜或PVDF涂覆的聚丙 締（P巧膜。在本发明的具体实施例中，所述隔膜具体为韩国W-scope涂覆隔膜。
[002引本发明对注液采用的电解液没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备聚 合物裡离子电池时的电解液即可。在本发明中，采用的电解液优选包括LiPFe盐、碳酸二己 醋值EC)、碳酸己締醋巧C)、聚苯己締（P巧和碳酸亚己締醋（VC)。在本发明的具体实施例 中，所述LiPFe盐的摩尔浓度优选为0. 8~1. 3mol/L，更优选为1. 0~1.Imol/L;所述LiPF6 盐的物质的量、碳酸二己醋的质量、碳酸己締醋的质量、聚苯己締的质量和碳酸亚己締醋的 质量比优选为（1. 0~1.l)mol;(30~70)g;(20~50)g;(3~10)g;(3~10)g，更优选为 (1. 02 ~1. 07)mol;巧0 ~60)g;(30 ~40)g;巧~8)g;巧~8)g。
[0029] 本发明优选将完成注液后的电池巧进行真空一封。本发明对真空一封的方法没有 特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的真空一封技术方案即可。在本发明中，所述真空一 封时上封头的温度优选为180°C~190°C;下封头的温度优选为180°C~190°C;所述真空一 封的时间优选为4~6s;所述真空一封的压力优选为0. 35MPa~0. 45MPa;所述真空一封时 的真空度优选为-0. 〇85MPaW下；所述真空一封的封边强度优选大于等于35N/15mm。
[0030] 本发明对陈化的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的陈化技术方案 即可。在本发明中，所述陈化的温度优选为35°c~45°C;所述陈化的时间优选为1化~2化。
[0031] 完成陈化后，本发明对陈化后的电池巧进行热压聚合。本发明为了区分下述技术 方案所述的热压聚合，将紧邻陈化后的热压聚合命名为第一热压聚合。在本发明中，所述第 一热压聚合的温度优选为30°C~80°C，更优选为40°C~70°C;所述第一热压聚合的时间优 选为10s~360s，更优选为30s~180s;所述第一热压聚合的压力优选为0. 1~0. 7N/mm2， 更优选为0.3~0.6N/mm2。本发明优选采用惠州蠢辉的自动冷热平压机进行热压聚合。本 发明通过热压聚合将正极、负极和隔膜聚合黏结在一起，形成一个整体。
[0032] 完成第一热压聚合后，本发明优选将第一热压聚合后的电池巧进行化成。本发明 对化成的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的化成技术方案即可。在本发明 中，所述化成采用多阶段充电方式；在本发明的具体实施例中，本发明先采用0.02C的电 流，电压控制在3. 4VW内进行化成1~化；再采用0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进 行化成2~化。本发明通过多阶段充电方式的化成使得形成稳定、致密的固体电解质界面 (SEI)膜。
[0033] 在本发明中，化成或热压聚合之后，得到聚合物裡离子电池之前，优选还包括真空 二封。本发明可W对化成后的电池巧直接进行真空二封，得到聚合物裡离子电池；也可W对 化成后的电池巧进行第二热压聚合，第二热压聚合之后再进行真空二封，得到聚合物裡离 子电池。
[0034] 在本发明中，所述第二热压聚合的温度优选为30°C~80°C，更优选为40°C~ 7〇°C;所述第二热压聚合的时间优选为10s~360s，更优选为30s~180s;所述第二热压聚 合的压力优选为0. 1~0. 7N/mm2,更优选为0. 3~0. 6N/mm2。
[0035] 本发明对真空二封的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的真空二封 的技术方案即可。在本发明中，所述真空二封时上封头的温度优选为175°C~185°C;下封 头的温度优选为175°C~185°C;所述真空二封时的压力优选为0. 3~0. 7MPa;所述真空二 封的真空度优选为-0. 85MPa~-0. 95MPa，更优选为0. 9MPa。
[0036] 完成真空二封后，本发明优选对真空二封后的电池进行分容。本发明对分容的方 法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的分容技术方案即可。
[0037] 在本发明的某些实施例中，聚合物裡离子电池的制作工艺具体包括W下步骤：
[003引将注液后的电池巧依次进行真空一封、陈化、热压聚合、化成和真空二封，得到聚 合物裡离子电池；
[0039] 所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。
[0040] 在本发明的某些实施例中，聚合物裡离子电池的制作工艺具体包括W下步骤：
[0041] 将注液后的电池巧依次进行真空一封、陈化、热压聚合、化成、再次进行热压聚合、 真空二封和分容，得到聚合物裡离子电池；
[0042] 所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。
[0043] 在本发明的某些实施例中，聚合物裡离子电池的制作工艺具体包括W下步骤：
[0044] 将注液后的电池巧依次进行真空一封、陈化、化成、热压聚合、真空二封和分容，得 到聚合物裡离子电池；
[0045] 所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。
[0046] 本发明采用专利号201210484512. 0中的测试方法对制得的聚合物裡离子电池进 行电池硬度的测定。
[0047] 本发明提供了一种聚合物裡离子电池的制作工艺，包括W下步骤；将注液后的电 池巧进行陈化；将陈化后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物裡离子电 池；所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂覆的聚丙締膜。本发 明提供的制作工艺通过热压聚合，使制得的聚合物裡离子电池具有较高的电性能。另外，本 发明提供的制作工艺制作的聚合物裡离子电池还具有较高的电池硬度和较高的能量密度。 实验结果表明；本发明提供的制作工艺制作的聚合物裡离子电池的电池硬度为3度~7度； 聚合物裡离子电池的能量密度为520Wh/L~580Wh/L;聚合物裡离子电池的0. 5C充放循环 500周次容量保持率为80 %~85 %。
[0048] 本发明通过热压聚合，将聚合物裡离子电池内部完全热聚合，但不会影响电池内 部电解液浸润和裡离子电池SEI膜的形成，可W确保本发明制备的聚合物裡离子电池的各 项性能与非聚偏氣己締涂覆隔膜的聚合物裡离子电池的性能相当。
[0049] 为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供 的一种聚合物裡离子电池 的制作工艺进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
[00加]实施例1
[0化1 ] 采用钻酸裡作为正极，采用中间相碳微球作为负极，采用涂覆PVDF的PE膜作为隔 膜，采用600gDEC、300gEC、5gPS、5gVC和1.05mol的LiPFe盐作为电解液，包装膜采用日 本昭和的C40 ;采用上述原材料进行加工卷绕，完成卷绕后，进行顶封和侧封，然后在80°C 的烘箱中进行抽真空充氮气烘烤，经过大于12h的烘烤后，使得电池巧内部水分在l(K)ppm W内；之后进行降温，温度《40°C后进行注液，得到注液后的电池巧，再对电池巧进行真空 放置和真空一封；
[0化2] 完成真空一封后，对真空一封后的电池巧在43°C下陈化20h，得到陈化后的电池 苍；
[0化3] 对陈化后的电池巧在30°C、压力为0.1 N/mm2下进行热压聚合10s，得到热压聚合 的电池巧；
[0054] 对热压聚合的电池巧先采用0. 02C的电流，电压控制在3. 4VW内进行化成化；再 采用0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进行化成化；
[0化5] 对化成后的电池巧进行真空二封，真空二封的真空度为-0. 9MPa ;
[0化6] 完成真空二封后，对真空二封得到的电池巧进行分容检测，得到聚合物裡离子电 池。
[0057] 本发明对制得的聚合物裡离子电池进行性能测试，测试结果见表1所示，表1为本 发明实施例1制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果：
[005引表1本发明实施例1制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果
[0059]
[0060] 实施例2
[0061] 采用铺酸裡作为正极，采用中间相碳微球作为负极，采用涂覆PVDF的PE膜作为隔 膜，采用600gDEC、300gEC、5gPS、5gVC和1.05mol的LiPFe盐作为电解液，包装膜采用日 本昭和的C40 ;采用上述原材料进行加工卷绕，完成卷绕后，进行顶封和侧封，然后在80°C 的烘箱中进行抽真空充氮气烘烤，经过大于12h的烘烤后，使得电池巧内部水分在l(K)ppm W内；之后进行降温，温度《40°C后进行注液，得到注液后的电池巧，再对电池巧进行真空 放置和真空一封；
[0062] 完成真空一封后，对真空一封后的电池巧在43°C下陈化20h，得到陈化后的电池 巧；
[0063] 对陈化后的电池巧在80°C、压力为0.7N/mm2下进行热压聚合360s，得到热压聚合 的电池巧；
[0064] 对热压聚合的电池巧先采用0.02C的电流，电压控制在3. 4VW内进行化成2.化； 再采用0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进行化成化；
[00化]对化成后的电池巧进行真空二封和分容检测，得到聚合物裡离子电池。
[0066] 本发明对制得的聚合物裡离子电池进行性能测试，测试结果见表2所示，表2为本 发明实施例2制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果：
[0067] 表2本发明实施例2制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果
[0068]
[0069] 实施例3
[0070] 采用钻酸裡作为正极，采用人造石墨作为负极，采用涂覆PVDF的阳膜作为隔膜， 采用600gDEC、300gEC、5gPS、5gVC和1.05mol的LiPFe盐作为电解液，包装膜采用日本 昭和的C40 ;采用上述原材料进行加工卷绕，完成卷绕后，进行顶封和侧封，然后在80°C的 烘箱中进行抽真空充氮气烘烤，经过大于12h的烘烤后，使得电池巧内部水分在l(K)ppmW 内；之后进行降温，温度《40°C后进行注液，得到注液后的电池巧，再对电池巧进行真空放 置和真空一封；
[0071] 完成真空一封后，对真空一封后的电池巧在43°C下陈化20h，得到陈化后的电池 苍；
[0072] 对陈化后的电池巧在50°C、压力为0.3N/mm2下进行热压聚合180s，得到热压聚合 的电池巧；
[0073] 对热压聚合的电池巧先采用0. 02C的电流，电压控制在3. 4VW内进行化成化；再 采用0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进行化成化；
[0074] 对化成后的电池巧进行真空二封，真空二封的真空度为-0. 9MPa ;
[0075] 完成真空二封后，对真空二封得到的电池巧进行分容检测，得到聚合物裡离子电 池。
[0076] 本发明对制得的聚合物裡离子电池进行性能测试，测试结果见表3所示，表3为本 发明实施例3制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果：
[0077] 表3本发明实施例3制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果 [007引
[0079] 实施例4
[0080] 采用钻酸裡作为正极，采用中间相碳微球作为负极，采用涂覆PVDF的PE膜作为隔 膜，采用600gDEC、300gEC、5gPS、5gVC和1.05mol的LiPFe盐作为电解液，包装膜采用日 本昭和的C40;采用上述原材料进行加工卷绕，完成卷绕后，进行顶封和侧封，然后在80°C 的烘箱中进行抽真空充氮气烘烤，经过大于12h的烘烤后，使得电池巧内部水分在l(K)ppm W内；之后进行降温，温度《40°C后进行注液，得到注液后的电池巧，再对电池巧进行真空 放置和真空一封；
[0081] 完成真空一封后，对真空一封后的电池巧在43°C下陈化20h，得到陈化后的电池 苍；
[0082] 对陈化后的电池巧在50°C、压力为0. 4N/mm2下进行热压聚合240s，得到热压聚合 的电池巧；
[0083] 对热压聚合的电池巧先采用0. 02C的电流，电压控制在3. 4VW内进行化成化；再 采用0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进行化成3.化；
[0084] 对化成后的电池巧在50°C、压力为0. 4N/mm2下进行二次热压聚合240s，
[0085] 对完成二次热压聚合后的电池巧进行真空二封和分容检测，得到聚合物裡离子电 池。
[0086] 本发明对制得的聚合物裡离子电池进行性能测试，测试结果见表4所示，表4为本 发明实施例4制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果：
[0087] 表4本发明实施例4制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果 [008引
[0089] 实施例5
[0090] 采用钻酸裡作为正极，采用中间相碳微球作为负极，采用涂覆PVDF的PE膜作为隔 膜，采用600gDEC、300gEC、5gPS、5gVC和1.05mol的LiPFe盐作为电解液，包装膜采用日 本昭和的C40 ;采用上述原材料进行加工卷绕，完成卷绕后，进行顶封和侧封，然后在80°C 的烘箱中进行抽真空充氮气烘烤，经过大于12h的烘烤后，使得电池巧内部水分在l(K)ppm W内；之后进行降温，温度《40°C后进行注液，得到注液后的电池巧，再对电池巧进行真空 放置和真空一封；
[0091] 完成真空一封后，对真空一封后的电池巧在43°C下陈化20h，得到陈化后的电池 苍；
[0092] 对陈化的电池巧先采用0. 02C的电流，电压控制在3. 4VW内进行化成化；再采用 0. 2C的电流、电压控制在3. 9VW内进行化成化；
[0093] 对化成后的电池巧在75°C、压力为0. 6N/mm2下进行热压聚合180s，得到热压聚合 的电池巧；
[0094] 对热压聚合后的电池巧进行真空二封和分容检测，得到聚合物裡离子电池。
[0095] 本发明对制得的聚合物裡离子电池进行性能测试，测试结果见表5所示，表5为本 发明实施例5制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果：
[0096] 表5本发明实施例5制得的聚合物裡离子电池的性能测试结果
[0097]
[009引由W上实施例可知，本发明提供了一种聚合物裡离子电池的制作工艺，包括W下 步骤；将注液后的电池巧进行陈化；将化成后的电池巧W任意次序进行热压聚合和化成， 得到聚合物裡离子电池；所述电池巧的隔膜为聚偏氣己締涂覆的聚己締膜或聚偏氣己締涂 覆的聚丙締膜。本发明提供的制作工艺通过热压聚合，使制得的聚合物裡离子电池具有较 高的电性能。另外，本发明提供的制作工艺制作的电池还具有较高的电池硬度和较高的能 量密度。实验结果表明；本发明提供的制作工艺制作的聚合物裡离子电池的电池硬度为3 度~7度；聚合物裡离子电池的能量密度为520Wh/L~580Wh/L;聚合物裡离子电池的0. 5C 充放循环500周次容量保持率为80 %~85 %。
[0099] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，该些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种聚合物锂离子电池的制作工艺，包括以下步骤： 将注液后的电池芯进行陈化； 将陈化后的电池芯以任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物锂离子电池； 所述电池芯的隔膜为聚偏氟乙烯涂覆的聚乙烯膜或聚偏氟乙烯涂覆的聚丙烯膜。2. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的温度为30°C~80°C。3. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的温度为40°C~70°C。4. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的时间为IOs~360s。5. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的时间为30s~180s。6. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的压力为0. 1~0. 7N/ mm2〇7. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述热压聚合的压力为0. 3~0. 6N/ mm2〇8. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述陈化的温度优选为35°C~45°C; 所述陈化的时间优选为16h~24h。9. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述陈化后的电池芯以任意次序进 行热压聚合和化成具体为； 所述陈化后的电池芯进行热压聚合、化成和再次进行热压聚合。10. 根据权利要求1所述的制作工艺，其特征在于，所述以任意次序进行热压聚合和化 成之后，得到聚合物锂离子电池之前，还包括真空二封； 所述真空二封的压力为〇? 3~0? 7MPa。
【专利摘要】本发明提供了一种聚合物锂离子电池的制作工艺，包括以下步骤：将注液后的电池芯进行陈化；将陈化后的电池芯以任意次序进行热压聚合和化成，得到聚合物锂离子电池；所述电池芯的隔膜为聚偏氟乙烯涂覆的聚乙烯膜或聚偏氟乙烯涂覆的聚丙烯膜。本发明提供的制作工艺通过热压聚合，使制备的聚合物锂离子电池具有较高的电性能。另外，该聚合物锂离子电池还具有较高的电池硬度和较高的能量密度。实验结果表明：本发明提供的制作工艺制作的聚合物锂离子电池的电池硬度为3度～7度；聚合物锂离子电池的能量密度为520Wh/L～580Wh/L；聚合物锂离子电池的0.5C充放循环500周次容量保持率为80％～85％。
【IPC分类】H01M10/058, H01M2/16, H01M2/14
【公开号】CN104900919
【申请号】CN201510282309
【发明人】郑长明, 浦坚, 张平平, 郑浩, 乔冰邦, 陶裕锋
【申请人】杭州金色能源科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月28日
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