本發(fā)明涉及一種鋰離子電池制作方法，特別是一種全固態(tài)軟包鋰離子電池制作方法。

背景技術(shù)：

鋰離子電池以其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、無(wú)記憶效應(yīng)、可快速充放電及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，自投入市場(chǎng)以來(lái)一直備受矚目，在3C產(chǎn)品、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車等中小型電池領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而鋰離子電池在電動(dòng)汽車、規(guī)模儲(chǔ)能等大型電池領(lǐng)域應(yīng)用還存在障礙，首當(dāng)其沖的就是安全問(wèn)題。目前商品化鋰離子電池一般采用易揮發(fā)、易燃、易爆的有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)，有機(jī)液體電解質(zhì)容易腐蝕正、負(fù)極，會(huì)造成電池容量不可逆損失，同時(shí)在充放電過(guò)程中，會(huì)分解產(chǎn)生可燃?xì)怏w，從而引起火災(zāi)和爆炸等嚴(yán)重的安全問(wèn)題。在濫用狀態(tài)下(如熱沖擊、過(guò)充、過(guò)放、短路等)安全問(wèn)題更為嚴(yán)重。波音787飛機(jī)安全事故、三星Note 7手機(jī)自燃事故正是由液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池所引起。因此，將液體電解液替換成固體電解質(zhì)、開(kāi)發(fā)全固態(tài)鋰離子電池，是從根本上解決電池安全問(wèn)題的必經(jīng)之路。

目前學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界對(duì)于全固態(tài)鋰離子電池的研究重點(diǎn)仍然是固體電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)及性能的提升，對(duì)于全固態(tài)電池制作工藝、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探索非常不足。目前已有的全固態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜，成本高昂，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：克服以上已有技術(shù)的不足，提供一種制作簡(jiǎn)單、性價(jià)比高的全固態(tài)軟包鋰離子電池制作方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種全固態(tài)軟包鋰離子電池制備方法，包括有正極漿料配制、正/負(fù)極極片制作、電池裝配、極組熱處理、負(fù)壓封裝、測(cè)試，依次分為S1、S2、S3、S4、S5、S6，共6個(gè)步驟完成，其特征是：

所述步驟S1為正極漿料的配制，用以正極涂布；

所述步驟S2為正/負(fù)極極片的制作，用以引出正極耳與負(fù)極耳；

所述步驟S3為電池裝配，將所述正/負(fù)極極片和固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行交錯(cuò)疊層，用以制作成為極組；

所述步驟S4為極組熱處理，依次進(jìn)行熱壓和高溫存儲(chǔ)，用以改善正/負(fù)極材料和固態(tài)電解質(zhì)之間的接觸；

所述步驟S5為負(fù)壓封裝，用以獲得全固態(tài)軟包鋰離子電池；

所述步驟S6為測(cè)試，對(duì)電池進(jìn)行充放電測(cè)試，用以篩選出合格的成品電池。

本發(fā)明提供的全固態(tài)軟包鋰離子電池制作方法，生產(chǎn)步驟簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高效，生產(chǎn)成本低廉。

相比于液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池，本方法制作的全固態(tài)軟包鋰離子電池在電池能量密度的提高、工作溫度區(qū)間的拓寬、使用壽命方面的延長(zhǎng)方面也有較大的發(fā)展空間，特別是安全性能有了極大的改善，有效的降低了電池起火爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，在未來(lái)的鋰電池技術(shù)及市場(chǎng)中具有極大的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明全固態(tài)軟包鋰離子電池制作流程圖。

圖2是本發(fā)明正極漿料的配制流程圖。

圖3是本發(fā)明正/負(fù)極極片制作流程圖。

圖4是本發(fā)明極組熱處理工藝流程圖。

圖5是本發(fā)明全固態(tài)軟包鋰離子電池的充放電曲線圖，其中正極活性物質(zhì)為L(zhǎng)iFePO₄，電解質(zhì)為PEO基聚合物電解質(zhì)，負(fù)極為金屬鋰片，充放電電壓范圍為2.5V～3.7V。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1至圖5，為本發(fā)明具體實(shí)施方式。

從圖1至圖3可以看出：

一種全固態(tài)軟包鋰離子電池的制作方法，包括有正極漿料配制、正/負(fù)極極片制作、電池裝配、極組熱處理、負(fù)壓封裝、測(cè)試，依次分為S1、S2、S3、S4、S5、S6，共6個(gè)步驟完成，其中：

所述步驟S1為正極漿料的配制，用以正極涂布。正極漿料由正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和溶劑組成，正極活性物質(zhì)選用磷酸鐵鋰(LiFePO₄)、粘結(jié)劑選用聚環(huán)氧乙烷-聚偏氟乙烯(PEO-PVDF)復(fù)合溶液，導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳黑(Super P)，溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)，正極漿料的配制，還包括S11、S12、S13、S14、S15，共5個(gè)步驟，其中所述步驟S11為備料，按正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑質(zhì)量比為80:10:10準(zhǔn)備正極材料；

所述步驟S12為原料烘干，將正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑在100℃～200℃下，真空干燥4h～12h；

所述步驟S13為粘結(jié)劑攪拌，將粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑真空攪拌2h～4h，真空度為-0.08～-0.1MPa；

所述步驟S14為導(dǎo)電膠制作，將導(dǎo)電劑加入到S13混合液體中，真空攪拌0.5h～2h，真空度為-0.08～-0.1MPa；

所述步驟S15為漿料攪拌，將正極活性物質(zhì)加入到S14混合液體中，真空攪拌4h～8h，真空度為-0.08～-0.1MPa；從而獲得該全固態(tài)軟包鋰離子電池正極漿料。

所述步驟S2為正/負(fù)極極片的制作，還包括步驟S21、S22、S23、S24、S25，共5個(gè)步驟，其中：所述步驟S21為正極涂布，將正極漿料涂覆到正極集流體上，正極集流體材質(zhì)為鋁。

所述步驟S22為正極碾壓裁切，用以獲得規(guī)定尺寸。

所述步驟S23為正極極耳焊接，正極極耳材質(zhì)為鋁。

所述步驟S24為負(fù)極裁切，負(fù)極活性物質(zhì)為金屬鋰片，其厚度為0.2mm。直接裝配到固體電解質(zhì)的表面，然后進(jìn)行裁切成規(guī)定尺寸。

所述步驟S25為負(fù)極極耳引出，負(fù)極極耳為鎳極耳。使用物理壓合的方式將鎳極耳壓合到負(fù)極材料金屬鋰上。

所述步驟S3為電池裝配，將所述正負(fù)極極片和固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行交錯(cuò)疊層。電池極芯采用疊片式裝配，采用正極極片、電解質(zhì)、負(fù)極極片交錯(cuò)的方式進(jìn)行層疊。其中，所述固體電解質(zhì)材料為以無(wú)紡布為骨架，以雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)為鋰鹽，以聚環(huán)氧乙烷(PEO)復(fù)合材料為電解質(zhì)基體，該固態(tài)聚合物電解質(zhì)室溫電導(dǎo)率可達(dá)到10^-4S/cm數(shù)量級(jí)。

所述步驟S4為極組熱處理，還包括步驟S41、S42共2個(gè)步驟，用以改善正負(fù)極材料和固態(tài)電解質(zhì)之間的接觸，其中：

所述步驟S41為極組熱壓工藝，用以改善正負(fù)極材料與固態(tài)電解質(zhì)之間的界面接觸。選擇熱壓時(shí)間為30s，熱壓溫度為100℃，熱壓壓力為100MPa。

所述步驟S42為極組高溫存儲(chǔ)工藝，用以改善正/負(fù)極材料與固態(tài)電解質(zhì)之間的界面接觸。選擇存儲(chǔ)溫度為120℃，存儲(chǔ)時(shí)間為12h。

所述步驟S5為負(fù)壓封裝，將熱處理后的極組進(jìn)行絕緣封裝，封裝殼采用鋁塑膜，封裝采用負(fù)壓封裝工藝，以獲得全固態(tài)軟包鋰離子電池結(jié)構(gòu)。

所述步驟S6為測(cè)試，將成品電池放置于測(cè)試柜中進(jìn)行充放電測(cè)試，用以篩選出合格的成品電池。

從圖5可以看出：

根據(jù)該方法制作的全固態(tài)軟包鋰離子電池，其首周放電容量可達(dá)到128.8mAh/g，其中正極電活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰。充放電倍率為0.2C，充放電電壓范圍為2.5V～3.7V。

以上實(shí)施例，均為說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例，用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)特征和可實(shí)施性，并非用以限定本發(fā)明的申請(qǐng)專利權(quán)利；同時(shí)以上的描述，對(duì)于熟知本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人士應(yīng)可明了并加以實(shí)施。因此其他在未脫離本發(fā)明所揭示的前提下，完成的等效的改變或修飾，均包含在所述的申請(qǐng)專利范圍之內(nèi)。