【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電池制造，尤其涉及一種電芯的制備方法。
技術介紹
1、隨著新能源市場的快速發展，電動汽車對鋰離子電池的能量密度要求越來越高，為了提升能量密度，電池廠商從化學體系、內部結構設計即提高內部空間利用率、增大電池尺寸等方面進行提升。
2、方形大單體電芯是一種電池組件，通常用于電動汽車和儲能系統等領域。由于方形鋁殼電芯較厚，因此電芯內部通常會設計成多個疊片裸電芯或多個卷繞裸電芯。然而，全部由卷繞工藝制得的卷繞裸電芯構成的電芯會存在內阻較大和空間利用率偏低的缺陷，不僅會降低電芯的能量密度，還會影響其他性能的發揮。全部由疊片工藝制得的疊片裸電芯構成的電芯相比于傳統的圓形電芯，方形大單體電芯具有更高的能量密度和更好的散熱性能。但是隨著電芯尺寸越來越大，電芯在使用過程中會產生大量熱量，如果不能及時有效地散熱，就會導致電池溫度過高，從而影響電池性能和壽命，甚至引發安全問題。電芯內部熱量快速導出電芯是極大的技術挑戰。
3、現有技術當中，電芯散熱采用散熱片和熱散盡管道的方式，但仍存在散熱效率不高的情況，因為電池內部的熱量很難完全傳遞到散熱片上，而通過在電芯表面涂覆熱傳導涂層，雖然可以提高熱傳導效率，但涂層容易脫落，會影響電池的性能，而通過溫度控制系統，則會增加電池的復雜度和成本，而通過在電池內部嵌入相變材料，則會增加電池的重量，降低電池的能量密度。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本申請提供了一種電芯的制備方法，有效解決了電芯的安全性(比如散熱和針刺)技術問題。本申請
2、本申請提供一種電芯的制備方法，采用如下技術方案：
3、一種電芯的制備方法，包括以下步驟：
4、s1、將正極活性材料、第一導電劑、第一粘結劑和水混合，得到正極漿料；將所述正極料涂布至正極集流體表面，干燥，得到正極極片；
5、s2、將負極活性材料、第二導電劑、第二粘結劑和水混合，得到負極漿料；將所述負極漿料涂布至負極集流體表面，干燥，得到負極極片；
6、s3、將負極極片、正極極片裁切成對應尺寸的小片，采用z字型疊片，按照隔膜-負極-隔膜-正極的循環順序，組裝成電池極組；
7、s4、將步驟s3組裝好的電池極組的兩端分別進行焊接正極耳和負極耳，得到多個第二裸芯；
8、s5、將步驟s3組裝好的電池極組的兩端的一端進行焊接正極耳和負極耳，另一端進行焊接正極耳，得到第一裸芯；
9、s6、將步驟s3組裝好的電池極組的兩端的一端進行焊接正極耳和負極耳，另一端進行焊接負極耳，得到第三裸芯；
10、s7、將n個第二裸芯沿長度方向并聯連接，得到并聯的裸芯，再將并聯的裸芯的兩端分別與第一裸芯和第三裸芯并聯連接，采用鋁塑膜封裝，進行烘烤、注電解液；將電解注電解液后的電芯經歷高溫靜置、常溫靜置后，將其轉移至化成機內，在一定溫度內加壓后，化成，得到成品電芯。
11、通過采用上述技術方案，在步驟s1和s2中，制備了正極漿料和負極漿料，并涂布至對應的集流體表面，得到正極極片和負極極片。在步驟s3中，將正極極片和負極極片裁切成小片，采用z字型疊片方式組裝成電池極組。在步驟s4、s5和s6中，對電池極組進行焊接耳，得到第一裸芯、第二裸芯和第三裸芯。在步驟s7中，將多個第二裸芯沿長度方向并聯連接，并與第一裸芯和第三裸芯并聯連接，采用鋁塑膜封裝，進行烘烤、注電解液；將電解注電解液后的電芯經歷高溫靜置、常溫靜置后，將其轉移至化成機內，在一定溫度內加壓后，化成，得到成品電芯。本申請通過采用將裸芯沿長度方向并聯連接，并采用鋁塑膜封裝，減小針刺測試時產生的大電流，提升成品電芯針刺通過率，同時能夠有效散熱，解決常規方形大單體電芯的散熱問題。隨著并聯的裸芯數量增加，電芯的容量增加，可獲得大容量電池。本申請的制備方法簡單，操作方便、生產效率高，不受生產設備的限制，采用現有的生產設備即可滿足生產要求，適合大規模生產。本申請制備的電芯的安全性能高、散熱性能優異，按照gb/t31485-2015的標準，針刺通過率為100％，同時兼顧電性能，可獲得大容量電池。
12、優選的，在步驟s7中，所述n個第二裸芯中的n的范圍≥2。
13、通過采用上述技術方案，所述n個第二裸芯中的n的范圍≥2，意味著在并聯連接裸芯的過程中，至少需要兩個第二裸芯進行并聯。這樣做的目的是通過增加并聯的裸芯數量來提高電芯的總容量，因為每個裸芯都有一定的能量存儲能力，將它們并聯起來可以使得總的能量存儲能力得到提升。此外，通過并聯多個裸芯，可以在保持單個裸芯尺寸不變的情況下，實現大容量電池的設計。這種設計方式有助于解決傳統大單體電芯在散熱方面的局限性，因為較小的裸芯更容易實現有效的散熱管理。通過并聯更多的裸芯，可以顯著增加電池的總容量，滿足對大容量電池的需求。較小的裸芯在遭受外部物理沖擊(如針刺)時，其影響范圍有限，不會導致整個電池系統失效，從而提高了電池的安全性能。較小的裸芯具有更大的表面積與體積比，有助于熱量的快速散發，改善電池的散熱性能。根據不同的應用需求，可以通過調整并聯裸芯的數量來靈活設計電池的容量和形狀，適應不同的產品需求。由于采用了現有的生產設備和技術，這種方法可以在不影響生產效率的前提下，實現電池性能的提升和成本的控制。綜上所述，n的范圍≥2在本申請中的作用是為了確保電池系統具有足夠的容量、安全性、散熱性能以及設計的靈活性和可擴展性。
14、優選的，在步驟s1中，所述正極活性材料為磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰中的一種或多種，所述正極活性材料顆粒粒徑范圍為100-250nm；所述第一導電劑為導電劑super?p、導電石墨和石墨烯中的一種或多種；所述第一粘結劑為羧甲基纖維素、聚丙烯酸和聚四氟乙烯中的一種或多種；所述正極集流體為鋁箔；所述正極漿料的固含量為30-50％。
15、優選的，在步驟s1中，所述正極活性材料、所述第一導電劑和所述第一粘結劑的質量比為(90-98):(1-5):(1-5)，所述將所述正極料涂布至正極集流體表面的涂布厚度均為80μm-170μm。
16、優選的，在步驟s2中，所述負極活性材料為硅碳材料、氧化亞硅材料和無定形碳中的一種；所述負極活性材料的d50為100nm-300nm；所述第二導電劑為導電劑super?p、導電石墨和石墨烯中的一種或多種；所述第二粘結劑為羧甲基纖維素、聚丙烯酸和聚四氟乙烯中的一種或多種；所述負極集流體為涂炭銅箔；所述負極漿料的固含量為30-50％。
17、優選的，在步驟s2中，所述負極活性材料、所述第二導電劑和所述第二粘結劑的質量比為(80-98):(1-10):(1-10)，所述將所述負極漿料涂布至負極集流體表面的涂布厚度均為80本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電芯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟S7中，所述N個第二裸芯中的N的范圍≥2。
3.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述正極活性材料為磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰中的一種或多種，所述正極活性材料顆粒粒徑范圍為100-250nm；所述第一導電劑為導電劑Super?P、導電石墨和石墨烯中的一種或多種；所述第一粘結劑為羧甲基纖維素、聚丙烯酸和聚四氟乙烯中的一種或多種；所述正極集流體為鋁箔；所述正極漿料的固含量為30-50%。
4.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述正極活性材料、所述第一導電劑和所述第一粘結劑的質量比為（90-98）:（1-5）:（1-5），所述將所述正極料涂布至正極集流體表面的涂布厚度均為80μm-170μm。
5.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟S2中，所述負極活性材料為硅碳材料、氧化亞硅材料和無定形碳中的一種；所述負極活性材料的D50為100nm-30
6.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟S2中，所述負極活性材料、所述第二導電劑和所述第二粘結劑的質量比為（80-98）:（1-10）:（1-10），所述將所述負極漿料涂布至負極集流體表面的涂布厚度均為80μm-160μm。
7.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟S3中，所述隔膜為PE膜。
8.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟S7中，所述電解液為是由六氟磷酸鈉溶解于包含碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合溶劑中制成，其中碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯溶劑體積比為3：2：4.8-5.2，六氟磷酸鈉的濃度為0.8-1.2mol/L。
9.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟7中，所述烘烤溫度為105-110℃。
10.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟7中，所述電芯高溫靜置時間為8-24h，常溫靜置時間為12-24h，其化成機加熱溫度為60-80℃，施壓在電芯上的壓力為0.2-0.4MPa，維持時間40-60min。
...【技術特征摘要】
1.一種電芯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟s7中，所述n個第二裸芯中的n的范圍≥2。
3.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟s1中，所述正極活性材料為磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰中的一種或多種，所述正極活性材料顆粒粒徑范圍為100-250nm；所述第一導電劑為導電劑super?p、導電石墨和石墨烯中的一種或多種；所述第一粘結劑為羧甲基纖維素、聚丙烯酸和聚四氟乙烯中的一種或多種；所述正極集流體為鋁箔；所述正極漿料的固含量為30-50%。
4.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟s1中，所述正極活性材料、所述第一導電劑和所述第一粘結劑的質量比為（90-98）:（1-5）:（1-5），所述將所述正極料涂布至正極集流體表面的涂布厚度均為80μm-170μm。
5.根據權利要求1所述一種電芯的制備方法，其特征在于，在步驟s2中，所述負極活性材料為硅碳材料、氧化亞硅材料和無定形碳中的一種；所述負極活性材料的d50為100nm-300nm；所述第二導電劑為導電劑super?p、導電石墨和石墨烯中的一種或多種；所述第二粘結劑為羧甲基纖維素、...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡毅松，李蘊娟，蔡崇申，周實，
申請(專利權)人：福建特鈉新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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