单体大容量聚合物锂离子电池隔膜及其制造方法
【专利摘要】一种单体大容量聚合物锂离子电池隔膜及其制造方法，在制备好隔膜浆料后，先将隔膜浆料涂布在聚酯薄膜上，得到隔膜膜片。这种隔膜的制备方式中，隔膜浆料涂布在基材聚酯薄膜上，隔膜膜片流入后面的生产工序，由于聚酯薄膜材质较硬，隔膜膜片的机械强度远远强于现有技术中的PP或PE隔膜，隔膜膜片在分切时更为容易，不容易皱，既可以提高生产效率以及保证产品质量，又可以与大尺寸极片配合使用，实现单体电池大容量化。
【专利说明】
单体大容量聚合物锂离子电池隔膜及其制造方法
技术领域
[0001]本申请涉及锂离子电池制造技术领域，具体涉及一种单体大容量聚合物锂离子电池隔膜及其制造方法。
【背景技术】
[0002]随着新能源汽车产业的发展，对汽车的续航能力越来越重视，如何提高汽车的续航能力也是行业内需要攻关的技术难点。而为了提高汽车的续航能力，主要是需要到汽车产业，也可以应用到储能、电提高电池的容量，因此，大容量电池应用而生。并且，大容量电池不仅可以应用力等领域。
[0003]请参考图1，为锂离子电池中单个电芯的结构示意图。
[0004]电池电芯中包括正极片A101、负极片A102和隔膜A103。正极片AlOl与负极片A102之间放置有隔膜A103。图1所示的电芯中，包括一个负极片A102和两片正极片A101。正极片AlOl的集流体内侧涂布有正极浆料，负极片A102的集流体两侧涂布有负极浆料。
[0005]目前，聚合物离子电池的隔膜基本沿用液态锂离子电池用隔膜，主要是采用聚丙烯或聚乙烯(PP/PE)薄膜或者是两者的多层混合，这种隔膜一般由隔膜制造商提供给电池厂家直接使用。
[0006]现有的隔膜通常采用PP或PE薄膜，其缺点在于，跟正负极片粘结剂之间没有粘合效果，电池极片跟隔膜之间会因受外力作用而发生移位，导致极片之间发生短路。另外，电池充电时体积会膨胀，电池极片与隔膜之间如果没有粘合效果，容易产生空隙，导致充电时锂离子迀移受阻，严重时发生锂离子析出刺破隔膜，导致电池短路。
【发明内容】
[0007]本申请提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池隔膜及其制造方法，提供了一种新的隔膜制备方法，并解决了现有技术中电池正负极片与隔膜之间容易移位等问题。
[0008]根据本申请的第一方面，本申请提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池隔膜的制造方法，包括:
[0009]制备隔膜浆料，所述隔膜浆料至少包括绝缘填料和隔膜聚合物；
[0010]将所述隔膜浆料涂布到聚酯薄膜上，以得到隔膜膜片。
[0011]根据本申请的第二方面，本申请还提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池隔膜，所述隔膜采用上述方法制备。
[0012]根据本申请的第三方面，本申请还提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池的制造方法，包括:
[0013]正极片制造步骤，用于制备正极片;所述正极片制造步骤包括:
[0014]制备集流体和集流体处理浆料，所述集流体处理浆料包括导电剂和粘结剂;其中，导电剂的质量分数为45%，粘结剂的质量分数为55% ；
[0015]将所述集流体处理浆料涂布在集流体表面；
[0016]制备正极浆料，所述正极浆料包括正极活性材料、导电剂、增塑剂和正极聚合物；其中，，正极活性材料的质量分数为75.51%，导电剂的质量分数为5.91%，正极聚合物的质量分数为6.51%,增塑剂的质量分数为12.06% ;
[0017]将所述正极浆料涂布在聚酯薄膜上，得到正极膜片；
[0018]将所述正极膜片与涂布有集流体处理浆料的集流体贴合，通过热压的方式将正极膜片与集流体粘合在一起，得到正极片；
[0019]负极片制造步骤，用于制备负极片;所述负极片制造步骤包括:
[0020]制备集流体和集流体处理浆料，所述集流体处理浆料至少包括导电剂和粘结剂；其中，导电剂的质量分数为45%，粘结剂的质量分数为55% ;
[0021 ]将所述集流体处理浆料涂布在集流体表面；
[0022]制备负极浆料，所述负极浆料包括负极活性材料、导电剂、增塑剂和负极聚合物；其中，负极活性材料的质量分数为73.57%，导电剂的质量分数为5.06% ,负极聚合物的质量分数为9.56%,增塑剂的质量分数为11.81%；
[0023]将所述负极浆料涂布在聚酯薄膜上，得到负极膜片；
[0024]将所述负极膜片与涂布有集流体处理浆料的集流体贴合，通过热压的方式将负极膜片与集流体粘合在一起，得到负极片；
[0025]隔膜膜片制造片骤，用于将制备好的隔膜浆料涂布于聚酯薄膜上，制得隔膜膜片；所述隔膜浆料包括绝缘填料、增塑剂和隔膜聚合物;其中，聚合物的质量分数为30%，绝缘填料的质量分数为16%，增塑剂的质量分数为54% ；
[0026]组装步骤，所述组装步骤包括:
[0027]将隔膜膜片分别贴合在正极片的表面；
[0028]通过热压的方式将隔膜膜片与正极片压合在一起，冷却后撕离隔膜膜片上的聚酯薄膜；
[0029]将压合有隔膜的正极片与负极片叠加粘合在一起，得到电池电芯；
[0030]萃取步骤，所述萃取步骤包括:将组装好的电芯置于萃取溶液中，以萃取出正极浆料、负极浆料和隔膜浆料内的增塑剂。
[0031]本申请提供的单体大容量聚合物锂离子电池隔膜及其制造方法中，一方面，在制备好隔膜浆料后，先将隔膜浆料涂布在聚酯薄膜上，得到隔膜膜片。这种隔膜的制备方式中，隔膜浆料涂布在基材聚酯薄膜上，隔膜膜片流入后面的生产工序，由于聚酯薄膜材质较硬，隔膜膜片的机械强度远远强于现有技术中的PP或PE隔膜，隔膜膜片在分切时更为容易，不容易皱，可以提尚生广效率以及保证广品质量。
[0032]另一方面，采用本申请提供的隔膜与具备同样聚合物的正负极片热复合在一起后，极片与隔膜之间不容易发生移位，充放电时极片与隔膜之间也不会脱离。电池内部没有流动的电解液，不会发生漏液或贫液，电池的安全性和可靠性得到了有效的保障，因而可以将极片设计成大尺寸，特别适用于单体大容量电池。最后制备的电池能够更好地适用于经常颠簸的新能源汽车上，也能够适用于储能行业。由于采用的聚合物的高分子在低温条件下通过分子链的蠕动能够增加导电性能，所以该方法制备的电池的低温充放电性能也优于传统液态锂离子电池。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本申请【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为锂离子电池中单个电芯的结构示意图；
[0035]图2为本申请一种实施例中单体大容量聚合物锂离子电池的制造方法的流程示意图；
[0036]图3为本申请一种实施例单体大容量聚合物锂离子电池制造方法中组装步骤的具体流程示意图；
[0037]图4为本申请一种实施例中单体大容量聚合物锂离子电池的正极片制造方法的流程不意图；
[0038]图5为本申请一实施例单体大容量聚合物锂离子电池的正极片制造方法中热压合之前的正极片结构示意图；
[0039]图6为本申请一实施例单体大容量聚合物锂离子电池的正极片制造方法中热压合之后的正极片结构示意图；
[0040]图7为本申请一种实施例中单体大容量聚合物锂离子电池的负极片制造方法的流程不意图；
[0041]图8为本申请一实施例单体大容量聚合物锂离子电池的负极片制造方法中热压合之前的负极片结构示意图；
[0042]图9为本申请一实施例单体大容量聚合物锂离子电池的负极片制造方法中热压合之后的负极片结构示意图；
[0043]图10为本申请一种实施例中单体大容量聚合物锂离子电池的隔膜膜片制造方法的流程示意图；
[0044]图11为本申请一种实施例中单体大容量聚合物锂离子电池的组装方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0045]下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0046]本申请的发明构思在于:考虑到隔膜较薄，在其与正极片或负极片叠加时，容易导致叠加不平整的问题。本申请先将隔膜浆料涂布于聚酯薄膜上，制得隔膜膜片，然后再将隔膜膜片通过热压的方式叠加到正极上，冷却后将聚酯薄膜撕离。本申请中，聚酯薄膜作为基材，在隔膜膜片叠加到正极上时，解决了隔膜较薄而引起的隔膜不平整问题。
[0047]实施例一
[0048]请参考图2，本实施例提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池的制造方法，包括下面步骤:
[0049]S1:正极片制造步骤，用于制备正极片。
[0050]S2:负极片制造步骤，用于制备负极片。
[0051]S3:隔膜膜片制造片骤，用于将制备好的隔膜浆料涂布于聚酯薄膜上，制得隔膜膜片。
[0052]S4:组装步骤。
[0053]请参考图3，组装步骤(S4)包括下面子步骤:
[0054]S1.1:将隔膜膜片分别贴合在正极片的表面。
[0055]S1.2:通过热压的方式将隔膜膜片与正极片压合在一起。本实施例中，可以采用100?140°C的温度和1-20T(例如10T)的压力，通过热压的方式将隔膜膜片与正极片压合在一起。在其他实施例中，热压采用的温度和压力可以根据实际需求设定。
[0056]S1.3:冷却后撕离隔膜膜片上的聚酯薄膜。
[0057]S1.4:将压合有隔膜的正极片与负极片叠加粘合在一起，得到电池电芯。
[0058]本实施例提供的单体大容量聚合物锂离子电池制造方法中，先将制备好的隔膜浆料涂布于聚酯薄膜上，制得隔膜膜片;将隔膜膜片分别贴合在正极片的表面，再通过热压的方式将隔膜膜片与正极片压合在一起，冷却后撕离隔膜膜片上的聚酯薄膜;之后将压合有隔膜的正极片与负极片叠加粘合在一起，得到电池电芯。这种组装方式通过聚酯薄膜作为中间物质，解决了由于隔膜过薄导致叠加不平整的问题，能够很好地保证电池的质量。
[0059]需要说明的是，在其他实施例中，正极片和负极片的制造步骤可以采用现有技术中的任意一种可行方式。或者，正极片、负极片采用下面提供的制造方法制备。
[0060]本实施例中，在制备正极浆料、负极浆料和隔膜浆料时，均添加增塑剂(具体技术方案请参见下述实施例二至实施例四)，在组装步骤S4后还包括萃取步骤S5，萃取步骤包括:将组装好的电芯置于萃取溶液中，以萃取出正极浆料、负极浆料和隔膜浆料内的增塑剂。具体的，萃取溶液可以采用甲醇。
[0061]当然，如果在其他实施例中，在制备正极浆料、负极浆料和隔膜浆料时，不添加增塑剂，则本实施例提供的方法中则可以不包括萃取步骤。
[0062]当然，在萃取步骤后，还需要经过入壳、注液、充电化成、老化，从而得到电池成品，本申请实施例中对这些步骤不做具体说明，这些步骤可以采用现有技术中任意可行的实现方案。
[0063]实施例二
[0064]请参考图4，本实施例还相应提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池正极片的制造方法(即上述实施例一中的正极片制造步骤SI )，其包括下面步骤:
[0065]步骤2.1:制备集流体和集流体处理浆料，集流体处理浆料至少包括导电剂。通常，正极集流体采用铝箔。
[0066]步骤2.2:将集流体处理浆料涂布在集流体表面。
[0067]步骤2.3:制备正极浆料，正极浆料至少包括正极活性材料、导电剂和正极聚合物。其中，正极活性材料可以采用钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂，镍钴铝酸锂，锰酸锂，镍酸锂等。
[0068]步骤2.4:将正极浆料涂布在聚酯薄膜上，得到正极膜片。
[0069]步骤2.5:将正极膜片与涂布有集流体处理浆料的集流体贴合，通过热压的方式将正极膜片与集流体粘合在一起，得到正极片。
[0070]本实施例中，正极浆料使用的(正极)聚合物可以与隔膜使用的聚合物同属一种共聚物，从而确保正极片与隔膜之间通过聚合物高分子聚合交连在一起，形成稳定的内部结构，使得电池性能更加稳定。
[0071]优选的，集流体处理浆料还包括粘结剂，可确保正极浆料与集流体之间的紧密接触，以减少内阻，充分发挥正极材料的电化学性能。
[0072]具体的，集流体处理浆料中，导电剂的质量分数为20%_60%，粘结剂的质量分数为40%-80%o进一步，导电剂的质量分数为40%-50%,粘结剂的质量分数为50%-60%。本实施例中，导电剂的质量分数为45%，粘结剂的质量分数为55%。本实施例导电剂和粘结剂所采用的配比制备的集流体处理浆料在后续电池制造时能够达到最优的性能。
[0073]具体的，导电剂可以为乙炔黑、石墨粉、碳纳米管或碳纤维。粘结剂可以为水性粘结剂，如聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酰亚胺(PI)、聚丙烯腈-四基丙烯酸甲酯(AMMA)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯到酯类、羧甲基纤维素钠(CMC)等，也可以是油性粘结剂，如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)等。
[0074]本实施例中，集流体的制备步骤可以包括:先将粘合剂和导电剂按配方比例备料，并按固液质量百份比I: 10称好相对应的溶剂，如果采用水性粘合剂，则溶剂用纯水，如果采用油性粘合剂，则溶剂用丙酮。先往搅拌容器内加入配方量的溶剂，然后再加入配方量的导电剂和粘结剂，搅拌约4?6小时。搅拌好后浆料后，在正极集流体铝箔的表面涂布，经加热烘干后完成表面涂层处理，涂布控制在0.001?0.005mm厚。
[0075]需要说明的是，集流体铝箔处理面可以单面或双面，如果电池设计的正极片在外面，则是单面处理，如果电池设计的正极片在里面，则要双面涂布处理。
[0076]正极聚合物可以采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)的共聚物。
[0077]优选的，正极浆料还包括增塑剂。具体的，增塑剂可以是邻苯二甲酸酯类(或邻苯二甲酸盐类亦称酞酸酯)的化合物，如邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等。加入增塑剂，可以增加正极片的柔韧性，电芯组装后通过萃取的方式将增塑剂萃取出来，同时又可以在正极片中造孔，以便更均匀地吸附电解液，发生聚合物反应。
[0078]具体的，正极浆料中，正极活性材料的质量分数为65% -96 %，导电剂的质量分数为1%-12%，正极聚合物的质量分数为1%-8%，增塑剂的质量分数为2%-15%。进一步，正极活性材料的质量分数为73%-90%，导电剂的质量分数为3%-7%，正极聚合物的质量分数为4%-7 %，增塑剂的质量分数为3%-13 %。本实施例中，正极活性材料的质量分数为75.51%，导电剂的质量分数为5.91%,正极聚合物的质量分数为6.51%,增塑剂的质量分数为12.06%。本实施例正极浆料所采用的配比制备的正极浆料在后续电池制造时能够达到最优的性能。
[0079]本实施例中，制备正极膜片的具体步骤可以包括:在容器中加入溶剂(例如丙酮)；往溶剂中加入正极聚合物，升温至30-45°C，搅拌2?4小时，待正极聚合物溶解后再加入增塑剂，搅拌0.5?2小时，然后加入导电剂，搅拌2?4小时后，再加入正极活性材料，搅拌4?6小时，制成正极浆料;先将正极浆料经过滤网过滤后，再涂布于聚酯薄膜上;烘干冷却后撕离聚酯薄膜，以得到正极膜片。
[0080]具体的，过滤网选择100?200目的滤网；聚酯薄膜的厚度选择0.02-0.1毫米;正极浆料涂布在聚酯薄膜上的厚度为0.05-0.3毫米;烘干涂布有正极浆料的聚酯薄膜时采用56?70°C的温度;采用100?140°C的温度和1-20T(例如10T)的压力，通过热压的方式将正极膜片与集流体粘合在一起。
[0081]需要说明的是，正极膜片与正极集流体复合可以整卷复合，然后再根据电池容量需求裁成所需的形状;或者可以先将正极膜片和正极集流体根据电池容量需求裁成所需的形状。
[0082]请参考图5和图6，分别为正极膜片与正极集流体热压前和热压后的示意图。其中，101为正极浆料涂层，102为聚酯薄膜，103为铝箔(集流体)，104为集流体处理浆料涂层。图5热压前，正极膜片(正极浆料涂层101和102聚酯薄膜)的厚度可以为0.2mm，铝箔102厚度可以为0.016mm，集流体处理楽料涂层104的厚度可以为0.002mm。图6热压后，正极膜片(正极楽料涂层101和102聚酯薄膜)的厚度可以达到0.14_。
[0083]还需要说明的是，本正极片所使用的集流体是铝箔。叠片后，如果正极片在外面，则正极集流体铝箔需要打孔，这时负极集流体(铜箔)在里面，可以打孔，也可以不打孔。如果负极集流体在外面，则负极集流体需要打孔，这时正极集流体在里面，可以打孔，也可以不打孔。另外，不管正极片还是负极片，如果在外面，则只需要在单面(内侧面)涂布浆料，在里面，则需要在双面涂布浆料。正极集流体打孔可以是圆孔，直径在0.l-l.5_范围内，最大间距小于2mm。
[0084]另外，本实施例还提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池正极片，该正极片采用上述单体大容量聚合物锂离子电池正极片的制造方法制备。
[0085]实施例三
[0086]请参考图7，本实施例还相应提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池负极片的制造方法(即上述实施例一中的负极片制造步骤S2)，其包括下面步骤:
[0087]步骤3.1:制备集流体和集流体处理浆料，集流体处理浆料至少包括导电剂。通常，负极集流体采用铜箔。
[0088]步骤3.2:将集流体处理浆料涂布在集流体表面。
[0089]步骤3.3:制备负极浆料，负极浆料至少包括负极活性材料、导电剂和负极聚合物。其中，负极活性材料可以采用人工石墨、天然石墨、硬碳、中间相碳微球等碳材料或硅系材料或其他金属复合氧化物(如钛酸锂)。
[0090]步骤3.4:将负极浆料涂布在聚酯薄膜上，得到负极膜片。
[0091]步骤3.5:将负极膜片与涂布有集流体处理浆料的集流体贴合，通过热压的方式将负极膜片与集流体粘合在一起，得到负极片。
[0092]本实施例中，负极浆料使用的(负极)聚合物可以与隔膜使用的聚合物同属一种共聚物，从而确保负极片与隔膜之间通过聚合物高分子聚合交连在一起，形成稳定的内部结构，使得电池性能更加稳定。
[0093]优选的，集流体处理浆料还包括粘结剂，可确保负极浆料与集流体之间的紧密接触，以减少内阻，充分发挥负极材料的电化学性能。
[0094]具体的，集流体处理浆料中，导电剂的质量分数为20%_60%，粘结剂的质量分数为40%-80%o进一步，导电剂的质量分数为40%-50%,粘结剂的质量分数为50%-60%。本实施例中，导电剂的质量分数为45%，粘结剂的质量分数为55%。本实施例导电剂和粘结剂所采用的配比制备的集流体处理浆料在后续电池制造时能够达到最优的性能。
[0095]具体的，导电剂可以为乙炔黑、石墨粉、碳纳米管或碳纤维。粘结剂可以为水性粘结剂，如聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酰亚胺(PI)、聚丙烯腈-四基丙烯酸甲酯(AMMA)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯到酯类、羧甲基纤维素钠(CMC)等，也可以是油性粘结剂，如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)等。
[0096]本实施例中，集流体的制备步骤可以包括:先将粘合剂和导电剂按配方比例备料，并按固液质量百份比I: 10称好相对应的溶剂，如果采用水性粘合剂，则溶剂用纯水，如果采用油性粘合剂，则溶剂用丙酮。先往搅拌容器内加入配方量的溶剂，然后再加入配方量的导电剂和粘结剂，搅拌约4?6小时。搅拌好后浆料后，在负极集流体铜箔的表面涂布，经加热烘干后完成表面涂层处理，涂布控制在0.001?0.005mm厚。
[0097]需要说明的是，集流体铜箔处理面可以单面或双面，如果电池设计的负极片在外面，则是单面处理，如果电池设计的负极片在里面，则要双面涂布处理。
[0098]负极聚合物可以采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)的共聚物。
[0099]优选的，负极浆料还包括增塑剂。具体的，增塑剂可以是邻苯二甲酸酯类(或邻苯二甲酸盐类亦称酞酸酯)的化合物，如邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等。加入增塑剂，可以增加负极片的柔韧性，电芯组装后通过萃取的方式将增塑剂萃取出来，同时又可以在负极片中造孔，以便更均匀地吸附电解液，发生聚合物反应。
[0100]具体的，负极浆料中，负极活性材料的质量分数为65% -95 %，导电剂的质量分数为I % -12 %，负极聚合物的质量分数为2 % -8 %，增塑剂的质量分数为2 % -15 %。进一步，负极活性材料的质量分数为70%-85%，导电剂的质量分数为3%-7%，负极聚合物的质量分数为4%~13% ,增塑剂的质量分数为5%-13%o本实施例中，负极活性材料的质量分数为73.57%,导电剂的质量分数为5.06%,负极聚合物的质量分数为9.56%,增塑剂的质量分数为11.81%。本实施例负极浆料所采用的配比制备的负极浆料在后续电池制造时能够达到最优的性能。
[0101]本实施例中，制备负极膜片的具体步骤可以包括:在容器中加入溶剂(例如丙酮)；往溶剂中加入负极聚合物，升温至30-45°C，搅拌2?4小时，待负极聚合物溶解后再加入增塑剂，搅拌0.5?2小时，然后加入导电剂，搅拌2?4小时后，再加入负极活性材料，搅拌4?6小时，制成负极浆料;先将负极浆料经过滤网过滤后，再涂布于聚酯薄膜上;烘干冷却后撕离聚酯薄膜，以得到负极膜片。
[0102]具体的，过滤网选择100?200目的过滤网；聚酯薄膜的厚度选择0.02-0.1毫米;负极浆料涂布在聚酯薄膜上的厚度为0.05-0.3毫米;烘干涂布有负极浆料的聚酯薄膜时采用56?70°C的温度;采用100?140°C的温度和1-20T(例如10T)的压力，通过热压的方式将负极膜片与集流体粘合在一起。
[0103]需要说明的是，负极膜片与负极集流体复合可以整卷复合，然后再根据电池容量需求裁成所需的形状;或者可以先将负极膜片和负极集流体根据电池容量需求裁成所需的形状。
[0104]请参考图8和图9，分别为负极膜片与负极集流体热压前和热压后的示意图(示出了集流体双面涂布负极浆料的情况)。其中，201为负极浆料涂层，202为聚酯薄膜，203为铜箔(集流体)，204为集流体处理浆料涂层。图8热压前，负极膜片(单面负极浆料涂层201和202聚酯薄膜)的厚度可以为0.13mm，铜箔202厚度可以为0.009mm，集流体处理浆料涂层204的厚度可以为0.002mm。图9热压后，负极膜片(单面负极浆料涂层201和202聚酯薄膜)的厚度可以达到0.11mm。
[0105]还需要说明的是，本负极片所使用的集流体是铜箔。叠片后，如果正极片在外面，则正极集流体铝箔需要打孔，这时负极集流体(铜箔)在里面，可以打孔，也可以不打孔。如果负极集流体在外面，则负极集流体需要打孔，这时正极集流体在里面，可以打孔，也可以不打孔。另外，不管正极片还是负极片，如果在外面，则只需要在单面(内侧面)涂布浆料，在里面，则需要在双面涂布浆料。负极集流体打孔可以是圆孔，直径在0.l-l.5_范围内，最大间距小于2mm。
[0106]另外，本实施例还提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池负极片，该负极片采用上述单体大容量聚合物锂离子电池负极片的制造方法制备。
[0107]实施例四
[0108]请参考图10，本实施例相应提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池隔膜的制造方法(即上述实施例一中隔膜膜片制造步骤S3)，其包括下面步骤:
[0109]步骤4.1:制备隔膜浆料，隔膜浆料至少包括绝缘填料和隔膜聚合物。
[0110]步骤4.2:将隔膜浆料涂布到聚酯薄膜上，以得到隔膜膜片。
[0111]本实施例中，隔膜聚合物采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物。
[0112]具体的，正/负极浆料使用的(正/负极)聚合物可以与隔膜使用的聚合物同属一种共聚物，从而确保正/负极片与隔膜之间通过聚合物高分子聚合交连在一起，形成稳定的内部结构，使得电池性能更加稳定。
[0113]绝缘填料可以采用纳米二氧化娃、纳米二氧化招等无机绝缘材料，也可以是其他绝缘的复合纳米材料。
[0114]优选的，隔膜浆料还包括增塑剂。具体的，增塑剂可以是邻苯二甲酸酯类(或邻苯二甲酸盐类亦称酞酸酯)的化合物，如邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等。加入增塑剂，可以增加隔膜膜片的柔韧性，电芯组装后通过萃取的方式将增塑剂萃取出来，增塑剂被萃取出来后所形成的细孔，比目前PP或PE隔膜通过机械拉伸出来的微孔更加均匀，电池内阻的一致性大大的得到提高。
[0115]具体的，聚合物的质量分数为10%-40 %，绝缘填料的质量分数为10 %-30 %，增塑剂的质量分数为30%-60%。进一步，聚合物的质量分数为25%~35%,绝缘填料的质量分数为15 %-25 %，增塑剂的质量分数为45 %-55 %。本实施例中，聚合物的质量分数为30 %，绝缘填料的质量分数为16%，增塑剂的质量分数为54%。
[0116]本实施例中，制备隔膜浆料的步骤包括:在容器中加入溶剂;往溶剂中加入隔膜聚合物，升温至30-45°C，搅拌2?4小时，待正极聚合物溶解后再加入增塑剂，搅拌0.5?2小时，然后加入绝缘填料，搅拌0.5?2小时后，再研磨搅拌2?6小时，制成隔膜浆料。
[0117]制成隔膜浆料后，先将隔膜浆料经过滤网过滤后，再涂布于聚酯薄膜上;之后经过烘干得到隔膜膜片。
[0118]具体的，滤网选择100?200目的过滤网；聚酯薄膜的厚度选择0.02-0.1毫米;隔膜浆料涂布在聚酯薄膜上的厚度为0.01-0.1毫米;烘干涂布有隔膜浆料的聚酯薄膜时采用56?70 °C的温度。
[0119]另外，本实施例还提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池隔膜，该隔膜采用上述单体大容量聚合物锂离子电池隔膜的制造方法制备。
[0120]实施例五
[0121]请参考图11，基于上述实施例一提供的单体大容量聚合物锂离子电池的制造方法，本实施例提供了一种单体大容量聚合物锂离子电池的组装方法，包括下面步骤:
[0122]步骤5.1:将制备好的隔膜浆料涂布于聚酯薄膜上，制得隔膜膜片。
[0123]步骤5.2:将隔膜膜片分别贴合在正极片的表面。
[0124]步骤5.3:通过热压的方式将隔膜膜片与正极片压合在一起。具体的，采用100?140°C的温度和1-20T(例如10T)的压力，通过热压的方式将隔膜膜片与正极片压合在一起。
[0125]步骤5.4:冷却后撕离隔膜膜片上的聚酯薄膜。
[0126]步骤5.5:将压合有隔膜的正极片与负极片叠加粘合在一起，得到电池电芯。
[0127]本实施例提供的单体大容量聚合物锂离子电池的组装方法的具体实施细节可以参考实施例一至四提及的相关内容，此处不再赘述。
[0128]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种单体大容量聚合物锂离子电池隔膜的制造方法，其特征在于，包括: 制备隔膜浆料，所述隔膜浆料至少包括绝缘填料和隔膜聚合物； 将所述隔膜浆料涂布到聚酯薄膜上，以得到隔膜膜片。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔膜聚合物采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘填料为纳米二氧化娃或纳米二氧化招O4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述隔膜浆料还包括增塑剂。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合物的质量分数为10%-40%，绝缘填料的质量分数为1 % -30 %，增塑剂的质量分数为30 % -60 %。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，制备隔膜浆料的步骤包括:在容器中加入溶剂;往溶剂中加入隔膜聚合物，升温至30-45°C，搅拌2?4小时，待正极聚合物溶解后再加入增塑剂，搅拌0.5?2小时，然后加入绝缘填料，搅拌0.5?2小时后，再研磨搅拌2?6小时，制成隔膜浆料。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，制成隔膜浆料后，先将隔膜浆料经过滤网过滤后，再涂布于聚酯薄膜上;之后经过烘干得到隔膜膜片。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述过滤网选择100?200目的过滤网；所述聚酯薄膜的厚度选择0.02-0.1毫米;隔膜浆料涂布在聚酯薄膜上的厚度为0.01-0.1毫米；烘干涂布有隔膜浆料的聚酯薄膜时采用56?70°C的温度。9.一种单体大容量聚合物锂离子电池隔膜，其特征在于，所述隔膜采用如权利要求1-8任意一项所述的方法制备。10.—种单体大容量聚合物锂离子电池的制造方法，其特征在于，包括: 正极片制造步骤，用于制备正极片;所述正极片制造步骤包括: 制备集流体和集流体处理浆料，所述集流体处理浆料包括导电剂和粘结剂;其中，导电剂的质量分数为45%，粘结剂的质量分数为55% ; 将所述集流体处理浆料涂布在集流体表面； 制备正极浆料，所述正极浆料包括正极活性材料、导电剂、增塑剂和正极聚合物；其中，，正极活性材料的质量分数为75.51 %，导电剂的质量分数为5.91%，正极聚合物的质量分数为6.51%,增塑剂的质量分数为12.06% ; 将所述正极浆料涂布在聚酯薄膜上，得到正极膜片； 将所述正极膜片与涂布有集流体处理浆料的集流体贴合，通过热压的方式将正极膜片与集流体粘合在一起，得到正极片； 负极片制造步骤，用于制备负极片;所述负极片制造步骤包括: 制备集流体和集流体处理浆料，所述集流体处理浆料至少包括导电剂和粘结剂;其中，导电剂的质量分数为45%，粘结剂的质量分数为55% ； 将所述集流体处理浆料涂布在集流体表面； 制备负极浆料，所述负极浆料包括负极活性材料、导电剂、增塑剂和负极聚合物;其中，负极活性材料的质量分数为73.57 %，导电剂的质量分数为5.06%,负极聚合物的质量分数为9.56%，增塑剂的质量分数为11.81%; 将所述负极浆料涂布在聚酯薄膜上，得到负极膜片； 将所述负极膜片与涂布有集流体处理浆料的集流体贴合，通过热压的方式将负极膜片与集流体粘合在一起，得到负极片； 隔膜膜片制造片骤，用于将制备好的隔膜浆料涂布于聚酯薄膜上，制得隔膜膜片;所述隔膜浆料包括绝缘填料、增塑剂和隔膜聚合物;其中，聚合物的质量分数为30 %，绝缘填料的质量分数为16%，增塑剂的质量分数为54% ； 组装步骤，所述组装步骤包括: 将隔膜膜片分别贴合在正极片的表面； 通过热压的方式将隔膜膜片与正极片压合在一起，冷却后撕离隔膜膜片上的聚酯薄膜； 将压合有隔膜的正极片与负极片叠加粘合在一起，得到电池电芯； 萃取步骤，所述萃取步骤包括:将组装好的电芯置于萃取溶液中，以萃取出正极浆料、负极浆料和隔膜浆料内的增塑剂。
【文档编号】H01M2/14GK105914322SQ201610399091
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】程建聪
【申请人】程建聪