一种锂金属袋式软包电池的制备方法

    专利2026-08-28  4


    本发明属于锂金属电池,具体涉及一种锂金属袋式软包电池的制备方法。


    背景技术:

    1、针对全球污染严重的问题,目前世界范围内大力推广清洁能源的使用,以此推动新能源技术的发展。随着电动汽车、可再生能源和移动设备的快速发展,对高性能电池的需求也越来越大。传统的锂离子电池虽然具有较高的能量密度,但其容量和循环寿命仍然受到限制。以硫为正极,锂为负极的(li-s)电池具有高达2600wh·kg-1和2800wh·l-1的理论能量密度。因此,li-s电池被认为是下一代高能量储存系统最具潜力的候选者之一。电池具有较低的内阻和较高的电导率,能够提供更高的功率输出;电池具有较高的循环寿命和较低的自放电率,能够满足长时间使用的需求。通过优化材料选择、制备工艺和电池设计,可以实现电池的商业化应用,并推动电动汽车和可再生能源的发展。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种锂金属袋式软包电池的制备方法。通过对材料、结构的优化,提升了所制备的锂金属袋式软包电池的放电平台,达到了提升电池能源效率的效果。

    2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

    3、本发明技术方案之一:提供一种锂金属袋式软包电池的制备方法,包括以下步骤:

    4、将单质硫与科琴黑在密封环境下热熔复合,制得复合材料;将所述复合材料与粘结剂、导电添加剂和造孔剂混合,加入溶剂,制备电极浆料;将所述电极浆料预压为片状材料,再将铝网置于预压的片状材料中间,压制并烘干后得到正极片;利用所述正极片制备锂金属袋式软包电池;

    5、所述铝网的厚度为100μm。

    6、优选地,所述单质硫与所述科琴黑的质量比为1~10:1;更优选为2~5:1;最优选为3~4:1。

    7、优选地,所述热熔复合的温度为130~170℃,时间为8~14h;更优选为温度150~160℃,时间10~12h。

    8、优选地,所述复合材料、粘结剂和导电添加剂的质量比为89:6:5。

    9、优选地,所述造孔剂的添加量占所述复合材料、粘结剂、导电添加剂和造孔剂质量总和的10~30%;更优选为15~20%。

    10、优选地,制备电极浆料时所加溶剂为无水乙醇;加入无水乙醇后进行搅拌,搅拌速度为300~900r·min-1,时间为1~4h;更优选为搅拌速度500~700r·min-1,时间2~3h。

    11、优选地,所述电极浆料的固含量为20~60%。

    12、优选地,所述烘干前压制的产品厚度为400~800μm;更优选为500~600μm。

    13、优选地,所述烘干为真空干燥,温度为60~100℃,时间为8~16h;更优选为温度70~90℃,时间10~13h。

    14、优选地,利用所述正极片制备锂金属袋式软包电池的具体步骤包括:所述正极片包裹隔膜,与负极金属锂交叉叠放,冲压铝塑膜,通过三合一封装机压实密封,老化后制得锂金属袋式软包电池。

    15、优选地,制备锂金属袋式软包电池时,电解液添加的液硫比控制为1.5

    16、优选地,所述老化的温度为40~80℃,时间为8~16h;更优选为45~60℃,时间为10~12h。

    17、本发明的有益技术效果如下:

    18、本发明研究出的新型锂金属袋式软包电池,通过改变集流体铝网的厚度,以改变正极机械机构和导电性能,使得放电比容量得到显著提高,提高了电池的能量密度,使得电池能够释放出更高的能量。



    技术特征:

    1.一种锂金属袋式软包电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的锂金属袋式软包电池的制备方法,其特征在于,所述单质硫与所述科琴黑的质量比为1~10:1。

    3.根据权利要求1所述的锂金属袋式软包电池的制备方法,其特征在于,所述热熔复合的温度为130~170℃,时间为8~14h。

    4.根据权利要求1所述的锂金属袋式软包电池的制备方法,其特征在于,所述复合材料、粘结剂和导电添加剂的质量比为89:6:5所述造孔剂的添加量占所述复合材料、粘结剂、导电添加剂和造孔剂质量总和的10~30%。

    5.根据权利要求1所述的锂金属袋式软包电池的制备方法,其特征在于,所述电极浆料的固含量为20~60%。

    6.根据权利要求1所述的锂金属袋式软包电池的制备方法,其特征在于,所述烘干前压制的产品厚度为400~800μm。

    7.根据权利要求1所述的锂金属袋式软包电池的制备方法,其特征在于,所述烘干为真空干燥,温度为60~100℃,时间为8~16h。

    8.根据权利要求1所述的锂金属袋式软包电池的制备方法,其特征在于,利用所述正极片制备锂金属袋式软包电池的具体步骤包括:所述正极片包裹隔膜,与负极金属锂交叉叠放,冲压铝塑膜,通过三合一封装机压实密封,老化后制得锂金属袋式软包电池。

    9.根据权利要求8所述的锂金属袋式软包电池的制备方法,其特征在于,制备锂金属袋式软包电池时,电解液添加的液硫比控制为1.5。

    10.根据权利要求8所述的锂金属袋式软包电池的制备方法,其特征在于,所述老化的温度为40~80℃,时间为8~16h。


    技术总结
    本发明公开了一种锂金属袋式软包电池的制备方法,属于锂金属电池技术领域。所述制备方法的步骤包括:将单质硫与科琴黑在密封环境下热熔复合,制得复合材料;将所述复合材料与粘结剂、导电添加剂和造孔剂混合,加入溶剂,制备电极浆料;将所述电极浆料预压为片状材料,再将铝网置于预压的片状材料中间,压制并烘干后得到正极片;利用所述正极片制备锂金属袋式软包电池;其中,铝网的厚度为100μm。本发明通过对材料、结构的优化,提升了所制备的锂金属袋式软包电池的放电平台,达到了提升电池能源效率的效果。

    技术研发人员:刘科峰,张明道,汪杨骏,李明,靳亚超,宋力
    受保护的技术使用者:中国人民解放军国防科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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