电芯的热压方法及其应用[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111048820 A(43)申请公布日 2020.04.21

(21)申请号 201911204010.6(22)申请日 2019.11.29

(71)申请人 河北金力新能源科技股份有限公司

地址 057150 河北省邯郸市永年区工业园

区装备制造区建设路6号(72)发明人 袁海朝　徐锋　贾亚峰　苏碧海　(74)专利代理机构 天津创智天诚知识产权代理

事务所(普通合伙) 12214

代理人 李蕊(51)Int.Cl.

H01M 10/04(2006.01)H01M 6/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

CN 111048820 A()发明名称

电芯的热压方法及其应用(57)摘要

本发明公开了一种电芯的热压方法及其应用，电芯的热压方法包括：用模具对电芯进行热压，热压温度为80～100℃，热压时间为20～

热压压力为1～6t，模具包括上模具和下模250s，具，热压时将电芯放置于上模具和下模具之间，在下模具的顶面和/或上模具的底面形成有凹陷的网格线，网格线由2组交叉的直线组成，每组直线的数量为多根且多根直线之间相互平行，每组直线中任意2根相邻直线的距离为0.1～2.0mm，2组交叉直线的夹角为40～90°。本发明的热压方法能够降低透气增值，进而降低电池内阻，降低电池极化现象，提高电解液注液导向功能，降低注液时间，降低浸润时间。

CN 111048820 A

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种电芯的热压方法，其特征在于，包括：用模具对电芯进行热压，热压温度为80～100℃，热压时间为20～250s，热压压力为1～6t，所述模具包括上模具和下模具，热压时将所述电芯放置于上模具和下模具之间，在所述下模具的顶面和/或所述上模具的底面形成有凹陷的网格线，所述网格线由2组交叉的直线组成，每组直线的数量为多根且多根直线之间相互平行，每组直线中任意2根相邻直线的距离为0.1～2.0mm，2组交叉直线的夹角为40～90°。

2.根据权利要求1所述的热压方法，其特征在于，当在所述下模具的顶面和所述上模具的底面均形成有凹陷的网格线时，所述上模具和下模具相同且镜像对称设置。

3.根据权利要求1或2所述的热压方法，其特征在于，每根直线的线宽为0.05～1.5mm。4.如权利要求1所述热压方法在降低隔膜的透气增值中的应用。5.如权利要求1所述热压方法在缩短电池电解液注液时间中的应用。

2

CN 111048820 A

说　明　书

电芯的热压方法及其应用

1/3页

技术领域

[0001]本发明属于电池隔膜技术领域，具体来说涉及一种电芯的热压方法及其应用。背景技术

[0002]PVDF涂层隔膜在电池应用中，主要是凝胶电解质原理，以及粘结隔膜与极片的作用，增加电芯的硬度。

[0003]针对涂胶隔膜产品，在电池装配的过程中往往需要进行热压来对进行电池定型，热压俗称热压定型，指的是电池极片和隔膜卷绕成电芯后，通过热压工艺将电芯定型的过程，目的是让电芯方便入壳。目前通过卷绕或者叠片的方式组装成电芯，再经过相应的热压工艺进行定型，定型后的电芯再入壳。但是，目前热压的同时会增加隔膜的透气值，即增加堵孔效应，进而体现在电池上为电池内阻的升高，电池极化的增大。发明内容

[0004]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电芯的热压方法，主要解决涂胶膜热压后透气增值过大，内阻增大，极化较大的问题。采用本发明热压方法获得的电芯在粘结力满足需求的前提下降低透气增值，进而降低电池内阻，降低电池极化现象，热压后提高电解液注液导向功能，降低浸润时间。

[0005]本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。[0006]一种电芯的热压方法，包括：[0007]用模具对电芯进行热压，热压温度为80～100℃，热压时间为20～250s，热压压力为1～6t，所述模具包括上模具和下模具，热压时将所述电芯放置于上模具和下模具之间，在所述下模具的顶面和/或所述上模具的底面形成有凹陷的网格线，所述网格线由2组交叉的直线组成，每组直线的数量为多根且多根直线之间相互平行，每组直线中任意2根相邻直线的距离为0.1～2.0mm，2组交叉直线的夹角为40～90°。[0008]在上述技术方案中，当在所述下模具的顶面和所述上模具的底面均形成有凹陷的网格线时，所述上模具和下模具相同且镜像对称设置。[0009]在上述技术方案中，每根直线的线宽为0.05～1.5mm。[0010]上述热压方法在降低隔膜的透气增值中的应用。[0011]上述热压方法在缩短电池电解液注液时间中的应用。[0012]本发明的有益效果如下：[0013]1、降低透气增值，进而降低电池内阻，降低电池极化现象；[0014]2、提高电解液注液导向功能，降低注液时间，降低浸润时间。附图说明

[0015]图1为从热压后电芯上拆解下的PVDF涂层隔膜的照片。

3

CN 111048820 A

说　明　书

2/3页

具体实施方式

[0016]下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。[0017]三元材料：Li(NiCoMn)O2，镍钴锰的物质的量比为8:1:1。[0018]PVDF涂层隔膜来源：向23.00kg去离子水中添加3kgPVDF和0.1kg改性聚醚聚合物(购买厂家：天津塞普锐新能源科技有限公司)，混合搅拌2h，使之分散均匀，混合均匀后一起进行砂磨，砂磨的速度为800RPM，时间为30min。砂磨后再依次添加0.5kgCMC和1.5kg聚丙烯酸甲酯，搅拌均匀后即可得到PVDF隔膜浆料。通过微凹版辊涂工艺将上述PVDF隔膜浆料涂覆于基膜的一侧，再经过55℃的烘箱，烘烤干燥1.5min，形成2um的涂层，得到PVDF涂层隔膜。

[0019]实施例1

[0020]一种电芯的热压方法(线型热压)，包括：[0021]用模具对电芯进行热压，热压温度为80℃，热压时间为20s，热压压力为1.5t，模具包括上模具和位于上模具下方的下模具，热压时将电芯放置于上模具和下模具之间，在上模具的底面形成有凹陷的网格线，网格线由2组交叉的直线组成，每组直线的数量为多根且多根直线之间相互平行，每组直线中任意2根相邻直线的距离为0.8mm，2组交叉直线的夹角为90°。每根直线的线宽为0.4mm。[0022]本实施例中的电芯为：方形铝壳电池，其中隔膜采用PVDF涂层隔膜，以三元材料作为正极材料；以石墨作为负极材料。

[0023]图1为从热压后电芯上拆解下的PVDF涂层隔膜的照片，从图1中可以看到经过本发明的热压方法后，PVDF涂层隔膜热压时与网格线相对的地方呈现白色线体，对后续的电解液注液有很好的导向效果。2组交叉直线的设置可以从横向和纵向各角度进行电解液的浸润，电解液分布更加均匀。避免单一的横线型热压或者竖线型热压导致电解液注液过程中的“截流”现象，避免了因此造成的电解液的浸润性不足的弊端。[0024]对比例1

[0025]对比例1所采用的方法与实施例1相同，不同之处在于，对比例1所采用的上模具的底面为平面，即没有凹陷的网格线。[0026]实施例2

[0027]一种电芯的热压方法(线型热压)，包括：[0028]用模具对电芯进行热压，热压温度为90℃，热压时间为60s，热压压力为4.0t，模具包括上模具和位于上模具下方的下模具，热压时将电芯放置于上模具和下模具之间，在上模具的底面形成有凹陷的网格线，网格线由2组交叉的直线组成，每组直线的数量为多根且多根直线之间相互平行，每组直线中任意2根相邻直线的距离为0.6mm，2组交叉直线的夹角为60°。每根直线的线宽为0.3mm。[0029]本实施例中的电芯为：方形铝壳电池，其中隔膜采用PVDF涂层隔膜，以三元材料作为正极材料；以石墨作为负极材料。[0030]实施例3

[0031]一种电芯的热压方法(线型热压)，包括：[0032]用模具对电芯进行热压，热压温度为100℃，热压时间为200s，热压压力为3.0t，模具包括上模具和位于上模具下方的下模具，热压时将电芯放置于上模具和下模具之间，在

4

CN 111048820 A

说　明　书

3/3页

上模具的底面形成有凹陷的网格线，网格线由2组交叉的直线组成，每组直线的数量为多根且多根直线之间相互平行，每组直线中任意2根相邻直线的距离为1.0mm，2组交叉直线的夹角为75°。每根直线的线宽为0.5mm。[0033]本实施例中的电芯为：方形铝壳电池，其中隔膜采用PVDF涂层隔膜，以三元材料作为正极材料；以石墨作为负极材料。

[0034]表1为实施例1～3和对比例1的区别：在PVDF涂层隔膜和极片间具有一定粘结力的前提下，本发明的线型热压对隔膜的压迫效果更小，因此热压后的透气增值更低；厚度减小程度更小，隔膜与极片间存在更多的空间。实施例1～3的线型热压对电解液注液过程中的导向效果大大减少了电池的注液时间。[0035]表1

[0036]

参数单位电芯热压前对比例1实施例1实施例2实施例3隔膜厚度um14.213.313.713.613.8透气s/100ml163.5192.3178.4177.8176.3注液时间s-13.88.78..0粘结力N-16.312.713.112.5

[0037]以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

5

CN 111048820 A

说　明　书　附　图

1/1页

图1

6