一种正负极极片的制备方法及锂离子电池

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，更具体地，涉及一种正负极极片的制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，自商品化以来，受到了广泛的关注与应用，高续航里程新能源汽车的发展，进一步提高锂离子电池的能量密度变得十分重要。而提升锂离子电池能量密度的最直接的方法就是减重。

目前锂离子电池设计趋于成熟，很难在材料等方面实现突破，因而结构方向的优化就成为减重首选。基于传统的涂布两侧出极耳的结构设计，会使电池多出两部分的重量，一部分是极耳；另一部分是卷绕叠芯最外边的负极重量，减少这两部分的重量不仅可以节约物料还能减重提升能量密度。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足，提供一种正负极极片的制备方法及锂离子电池，优化了制备流程，有效提高箔材利用率，降低成本，且降低电芯整体重量和厚度，有利于提升锂离子电池的能量密度。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种正负极极片的制备方法，包括：

根据计算好的正极长度和负极长度，采用间歇涂布方式涂布正极极片和负极极片；

以正负极涂布起始位置为一个卷心的起始位置进行卷绕，在光箔结束位置切断；

卷绕结束后，用外接极耳分别在叠芯对侧引出正负极耳。

进一步的，所述方法还包括配制正极涂布液和负极涂布液。

进一步的，所述正极涂布液的制备方法为：将正极活性物质LFP、导电剂、粘结剂按质量比(96～98)：(1～2)：(1～2)，加入有机溶剂NMP，混合均匀。

进一步的，所述负极涂布液包括的制备方法为：将负极活性物质石墨、导电剂、粘结剂按质量比(96～98)：(1～2)：(1～2)，加入去离子水中，混合均匀。

进一步的，所述正极长度和负极长度根据设计容量计算，且所述负极长度大于正极长度。

进一步的，涂布时，正极极片的正反两面完全对齐，负极极片的正面比反面长c，c为最外圈负极周长。

进一步的，涂布时，正极极片的两个涂布区间隔为a，负极极片正面两涂布区间隔为a，负极极片反面两涂布区间隔为(a+c)，c为最外前圈负极周长。a的取值可根据需求来设计。

进一步的，在涂布的同时，通过削薄控制物料经过流平后恰好覆盖至整个箔材区域，实现箔材区域0闲置。

本发明还提供了一种锂离子电池，包括采用上述正负极极片的制备方法制备得到的正负极极片。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明所述正负极极片的制备方法，工艺简单，与传统的工艺相比，直接减少了激光切工序，优化流程的同时，减少了成本；同时使用该方法制备极片能有效提高箔材利用率，及最外层负极料的去除，大幅度降低成本；

本发明所述锂离子电池，采用所述正负极极片的制备方法制备得到的极片，由于最外层负极料的去除，可降低电芯整体重量和厚度，有利于提升锂离子电池的能量密度。

附图说明

图1为实施例1所述正极极片的涂布示意图；

图2为实施例1所述负极极片的涂布示意图；

图3为实施例1所述卷心示意图；

图4为实施例1所述卷心展开的正负极片的示意图；

图5为实施例2所述锂离子电池示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例更详细地描述本发明的优选实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“正”、“反”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供了一种正负极极片的制备方法，具体包括以下步骤：

S1.配制正极涂布液和负极涂布液

正极涂布液：将正极活性物质LFP、导电剂、粘结剂和NMP按照一定比例加入合浆缸中搅拌均匀，其中LFP9.6kg，导电剂0.2kg，粘结剂0.2kg，NMP5.625kg；

负极涂布液：将负极活性物质LFP、导电剂、粘结剂和去离子水按照一定比例加入合浆缸中搅拌均匀，其中石墨9.6kg，导电剂0.2kg，粘结剂0.2kg，去离子水9.23kg。

S2：根据计算好的正极长度和负极长度，采用间歇涂布方式涂布正极极片和负极极片

本实施例根据设计容量2Ah，涂布宽度为10cm，提前计算好正极长度35.5cm，采用间歇涂布方式，得到长度为35.5cm的涂布区域；

根据正极长度35.5cm和卷针周长10.5cm得到负极的理论涂布长度为38.7cm及最外圈负极周长为10.7cm。

涂布时，正极极片的正反两面完全对齐，正极两涂布区间隔为3cm，如图1所示；负极极片的正面比反面长10.7cm；负极正面两涂布区间隔为3cm，反面为13.7cm，如图2所示。

在涂布的同时，正极极片和负极极片均通过削薄控制浆料经过流平后恰好覆盖至整个箔材区域，实现箔材区域0闲置。

S3.极片卷绕

由于正负极涂布宽度和箔材宽度一致，正负极极片不需要激光切可直接到卷绕；

在卷绕工序，以正负极涂布起始位置为一个卷心的起始位置进行卷绕，在光箔结束位置切断，所形成的效果就是最外侧的负极是没有负极涂敷层的。卷心结构如图3所示，卷心展开的正负极片如图4所示。

S4.制备极耳

卷绕结束后，用外接极耳分别在叠芯对侧引出正负极耳。

经过计算，相对于同种涂布跨度两侧出极耳的极片设计，本申请卷心重量可减少1g。

实施例2

本实施例提供了一种锂离子电池，如图5所示，本实施例所述锂离子电池采用实施例1所述正负极极片的制备方法制备得到的正负极极片。

经计算，本实施例所述锂离子电池综合计算能量密度可达到193Wh/kg，相对于同种涂布宽度、负极反面和正面涂布无差异、且两侧出极耳的极片设计的锂离子电池的能量密度188Wh/kg，有了显著提升。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和技术原理的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的，这些修改和变更也应视为本发明的保护范围。