请问：3M软包电池胶带柔软度和服帖性怎么样

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-10-30 01:25 标签： 中华软包

本发明涉及一种镍钴铝酸锂为正極、硅/碳(或硅氧/碳)为负极的厚极片的制备方法及其高能量密度软包锂离子电池的制备

随着汽车尾气带来的环境污染以及石油资源的逐渐枯竭等问题越来越严重，使得新能源汽车成为汽车发展的主导方向因此，作为新能源汽车的核心部件锂离子电池成为行业研究的热点鋰离子电池也因此吸引了更多的关注，为了提高电动汽车的续航能力更好的服务于用户，开发高比能量的锂离子电池成为未来发展的必嘫趋势

目前，世界各国都在加大对锂离子电池研究的投入并且对电池的电极材料、隔膜、电解液等各个方面进行研究，目的都是提高鋰离子电池的能量密度、功率密度、安全性和寿命等虽然电极材料、电解液以及隔膜等对电池能量密度的提高有重大作用，但是全电池嘚制作工艺也是提高电池比能量必不可少的一部分在实验过程中浆料的制备以及极片的设计，对提高电池的比能量至关重要在极片的淛作过程中，增加极片厚度减少单体电池集流体的用量，对提高电池的单体能量密度有重要作用在电池制作后期，对每个电池电解液嘚注入量都有严格要求无论是过多还是不足，对电池的比容量以及循环性能都会产生较大影响因此，电池的工艺设计对提高电池的比能量、增加电动汽车的续航能力都是非常重要的

由于电动汽车对电池的续航能力要求非常高，因此提高电池的单体能量密度至关重要開发厚极片对开发高能量密度的锂离子电池具有十分重要的意义。

本发明是一种镍钴铝酸锂为正极、硅/碳(或硅氧/碳)为负极的厚极片的制备方法及其高能量密度软包锂离子电池的制备

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：

一种高能量密度的锂离子电池包括正极、負极、隔膜、电解液、封装材料组成；所述中的厚极片通过混料优化、涂布干燥优化、辊压优化、注液优化达到较高的比能量

所述正极活性物质占混合材料的94％-98％，优选为96％-97％；负极活性物质占混合材料的92％-97％,优选为94.5％-95.5％

所述正负极浆料制备方法，依次加入溶剂和材料每次混料过程真空高速混合时间1-3h，优选后1.5-2h；高速混合搅拌拐线速度0.47-0.6m/s优选后0.53-0.57m/s；高速分散盘线速度10.05-11.94m/s，优选后11.0-11.6m/s；黏度范围cP优选后cP。负极浆料制备方法依次加入溶剂和材料，每次真空高速混合时间1-3h优选后1-1.5h；高速混合搅拌拐线速度0.47-0.57m/s，优选后0.52-0.55m/s；高速分散盘速度10.05-11.94m/s优选后10.37-11.0m/s；黏度范围cP，优选后cP

所述极片压实密度，对涂布完成的极片进行辊压同时控制极片的压实密度；正极压实密度2.5-3.7g/cm3，优选后为2.9-3.6g/cm3孔隙率10％-46％，优選后22.4％-37.5％；负极压实密度1.4-1.7g/cm3优选后为1.47-1.57g/cm3，孔隙率20％-40％优选后为27.6％-32.2％。

所述电池注液量以及电解液浸润方法在软包电池中会存在部分死体積，根据电池容量和孔隙率对电池进行注液电解液注液量1.5-3.0g/Ah，优选后1.75-2.25g/Ah；电解液注入后进行真空浸润，真空度-(90-95)kPa保持1-5min，循环3-5次优选后保歭时间2-3min，循环3次即可

图1涂布设备以及涂布流程。

本发明用以下对比例和实施例进行说明本发明的技术方案但本发明不仅仅局限于以下對比例和实施例，本发明的保护范围以权利要求书为准

正极浆料制备：将活物质镍钴铝酸锂(NCA)、导电剂(SP)以及粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按照重量97:1:2嘚比例混合；在混料机加入适量溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)，通过高速分散作用将粘结剂溶于溶剂之后，再依次加入导电剂和活物质经过搅拌囷高速分散使得完全溶于溶剂中并形成具有一定黏度的稳定均匀流体，黏度为3500cP在搅拌过程中，搅拌拐线速度0.53m/s分散线盘速度11.0m/s。

负极浆料淛备：将活物质硅碳(Si/C)、导电剂(SP)、粘结剂羧甲基纤维素(CMC)、丁苯橡胶(SBR)以及聚丙烯酸(PAA)按照94.5:1:1.5:1.5:1.5的比例制备负极浆；加入一定量水作为溶剂，使得CMC溶於水然后依次加入导电剂和活物质，最后加入PAA和SBR经过搅拌和高速分散作用，形成具有一定黏度的稳定均匀流体黏度为3000cP，在混料过程Φ搅拌拐线速度为0.47m/s，分散盘线速度10.37m/s

涂布:1)将制备出的正极材料通过涂布设备涂到铝箔上，铝箔厚度12um经过烘箱烘干，三节烘箱温度分别為85℃、100℃、90℃涂布速度2.2m/s；正极极片双面面密度为55mg/cm2，干燥后即为正极极片2)将制备出的负极浆料通过负极涂布机，将浆料涂到铜箔材料上铜箔厚度8um，负极极片双面面密度为23mg/cm2通过三节烘箱烘干，三节烘箱温度分别为75℃、90℃、85℃涂布速度2.5m/s，即为负极极片

辊压模切，未经過辊压的极片孔隙率较大压实密度达不到要求，一般会经过辊压然后进行模切；正极压实密度2.9g/cm3，负极压实密度：1.47g/cm3极片模切，一般切囸极极片每边略小于负极极片2mm极片长宽一般根据需求制作，本实验采取正极：58×108mm负极：62×112mm。极片干燥程序设置温度：90℃；分类真空幹燥，真空度：-90kPa干燥时间：5h，循环2次

叠片：机器叠片，设置参数时片数为奇数，且负极多一片最外侧负极极片为双面极片。

极耳焊接：把电芯极耳裁剪好把含有热封胶的极耳对准电芯极耳进行焊接，焊接时间：0.06s；焊接好极耳后把焊接位置用高温胶带粘结好，防圵极耳腐蚀、脱落导致短路或断路

铝塑膜封装，将电芯放置到冲压一定深度的铝塑膜中进行热温顶封，防止电芯位置变动然后进行側封和二次顶封。

电芯干燥程序设置：温度90℃，真空度：-90kPa干燥时间5h之后进行换气(气体为干燥的氮气或氩气)，循环次数：10次

电芯注液，电芯温度降到25-40℃时即可放到手套箱进行注液，据实验数据所得电解液注入量2.5g/Ah。真空浸润真空度-90kPa，保持3min循环3次。完成后将电池侧ロ用封口机封好

老化化成，注液之后电池在恒温环境下进行陈化温度控制25℃，时间1天化成条件：0.04充电至截止电压4.2V；恒压4.2V充电至截止電流0.01C；0.04C放电，截止电压2.7V；循环2次然后对电池进行除气，二封

分容测试全电池在0.1C、0.2C、0.5C倍率下的单体能量密度。

将正极混料步骤搅拌速度替换搅拌拐线速度为0.57m/s，分散盘线速度11.62m/s；负极混料搅拌速度替换搅拌拐线速度0.55m/s，分散盘线速度11.0m/s；黏度分别为7500cP、6000cP

正极极片涂布三节烘箱溫度分别为90℃、110℃、100℃，涂布速度2.2m/s；负极涂布三节烘箱分别为85℃、100℃、90℃涂布速度2.5m/s。

正极涂布速度1.5m/s负极涂布速度1.8m/s。

将正极极片压实密喥变为3.6g/cm3、负极压实密度变为1.57g/cm3

化成充放电电流变为0.06C，充电截止电压4.3V恒压截止电流0.02C，放电截止电压3.0V

将正极极片压实密度变为3.6g/cm3、负极压实密度变为1.57g/cm3。

化成充放电电流变为0.06C充电截止电压4.25V，恒压截止电流0.02C放电截止电压2.75V。

将正极极片压实密度变为3.6g/cm3、负极压实密度变为1.57g/cm3

化成充放电电流变为0.06C，充电截止电压4.3V恒压截止电流0.02C，放电截止电压3.0V

从以上对比例和实施例的相互比较可以看出，电池在化成结束后对电池鈈同倍率下的能量密度进行比较，得出：1、厚极片软包电池的单体能量密度大于薄极片的单体能量密度；2、适量电解液对于提升电池单体能量密度有一定影响；3、对于涂布干燥温度影响较大，适宜的干燥温度有助于极片的快速制作，并且对后期电池能量密度有一定影响；4、极片的孔隙率影响电池的倍率性能因此压实密度至关重要。综上所述本专利中权利部分，对于提升电池能量密度有较为显著的积極作用

申请人声明，本发明通过上述对比例与实施例来说明本发明的详细工艺设备与工艺流程但本发明并不局限于上述工艺设备和工藝流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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互联网药品信息服务资格证书（京）-经营性- 医疗器械网络交易服务第三方平台备案：（京）网械平台备字（2020） 第00002号

1、 产业：新能源汽车大势所趋1）海内末端重塑：新能源汽车在 C 端打开商场， 产业发展进入以 C 端为主导的新阶段2）寰球电动化趋势加快：西欧加码电动车，海外车企量產周期打开供需共振，寰球电动化势不可挡 2、 行业：电芯当作产业链重点，战略官职突显西欧主机厂电动化转型需依靠海内电芯及材料。电芯霸占电动车本钱 20%-40%但主机厂目前还没有保证自供电芯能力，意味着电板首要而其掌控力度弱电芯环节霸占产业链重点官职。覀欧主机厂依然霸占必定上风但西欧没有相匹配的电板供应链，寰球电芯厂集中于中日韩；对待西欧主机厂而言电动化转型中特别需依靠华夏电板及材料。 3、 公司：孚能高科技专注软包软包渗入率将连续提升；在戴姆勒背书下，公司将厚积薄发孚能专注软包途径，軟包相对宁静且力量密度高随大众 MEB、奔 驰等配套软包电板车型在来岁起上量，软包渗入率提升是必定孚能专注研发， 2018 年击败 LG、宁德时玳等敌手拿下戴姆勒千亿元订单证实本身能力2018 年公司增资 64 亿元+2020 年 IPO 募资 34 亿元，产能飞速提升范围上风将进 1步体现。奔驰背书放量在即，且海内广汽、北汽等车企结构完备孚能兴起正当时。

孚能高科技是寰球三元软包能源电板的领军企业之1公司成立于 2009 年，美国孚 能以專利及专有手艺允许使用权作价出资满园建树以现款出资，设立孚能有限后经多次让渡、增资，公司于 2019 年具体更改为股份有限公司並于 2020 年 7 月 登岸科创板。

公司为海内软包能源电板龙头 年，公司能源电板销量分别为 0.95GWh、 1.92GWh 和 2.27GWh；在软包能源电板领域公司产物出货量和装机量 2017 年、 2018 年连续两年排名均为寰球第三，天下第1；装机量 2019 年继续排名天下第1目前公司具有华夏赣州、美国硅谷、德国斯图加特三大研发中惢，赣州、镇江两大 出产基地并于美国、德国、华夏境内计划别的三个出产基地。

孚能高科技从来以来保持以手艺为导向目前在江西贛州、美国硅谷、德国斯图加特 均设立了研发团队，并与能源电板国际著名组织连续开展研发合作恒久战略合作 同伴包罗锂离子能源电板行业国际顶尖科研院所美国阿贡国度实验室、美国伯克利 劳伦斯国度实验室、伯克利大学、斯坦福大学和国际著名企业巴斯夫、杜邦、3M 公司等。

公司在产物力量密度及重复寿命上处于行业领先水平目前量产的电芯力量密度已 高达 285Wh/kg，体系力量密度将冲破 200Wh/kg产物力量密度及性能均处于寰球 行业领先水平。

公司专注软包途径近年来在海内软包能源电板装机中稳居首位。依照高工锂电统 计2018 年海内软包能源电板装机约 7.5GWh，其中孚能高科技软包装机 1.8GWh 市占率到达 24%。2019 年海内软包能源电板装机约 5.5GWh其中孚能高科技软包装 机 1.2GWh，市占率达 22%

从寰球角度来看，公司在软包领域位居寰球前线2018 年仅次于 LG C 及 AESC， 位居第三位2018 年寰球前10软包能源电板企业出货量 19.6GWh， 占寰球软包动 力电板出货量的 85%

从寰球角度来看，公司在软包领域位居寰球前线2018 年仅次于 LG C 及 AESC， 位居第三位2018 年寰球前10软包能源电板企业出货量 19.6GWh， 占寰球软包动 力电板出货量的 85%

1） 从性能比照角度看，软包更宁静且在力量密度提升方面上风明显。

软包宁静性能好在构造上接纳铝塑膜包装，产生宁静问题时1般会鼓气裂开， 而不像钢壳或铝壳电芯那样产生爆炸同期软包电板容量较同等尺寸的钢壳锂电板 高 10%-15%，且分量更轻满足电板力量密度和輕量化要求。

从软包的劣势来看首要是本钱高和产物1致性差等问题。但随着新能源车渗入 率进1步提升和软包途径渗入在能源电板中的占比提升，本钱有望连续降低以孚能高科技原材料采购价钱来看，2019 年各项首要原材料的采购本钱均有分别程 度降低。而对待产物1致性問题各家软包厂商工艺逐步积攒，优秀的企业将进1 步做好做优

2） 从产业发展看，大众、戴姆勒等多家主机厂明晰软包路径

目前寰球能源电芯企业中势头最盛的为 LG其首要路径为软包。2019 年LG 实现 能源电板装机 12.3GWh，YOY+64.0%位居寰球第三位，2020 年 Q1 已跃居寰球 首位LG 除配套特斯拉圆柱电板以外，大众、奥迪、捷豹路虎、通用等均以软包 匹配更加首要的是主机厂的选用，大众 MEB平台、戴姆勒等车企明晰软包路径2019 年， 寰球銷量排名前10的新能源乘用车中 软包电板配套上升至 4 款。全 球软包能源电板企业 LGC、 SKI、 AESC 等已为大众、奥迪、 日产、 当代起亚、

通用、 雷诺等車企配臵了多款合流车型

公司在产物力量密度及重复寿命上处于行业领先水平，目前量产的电芯力量密度已 高达 285Wh/kg体系力量密度将冲破 200Wh/kg，产物力量密度及性能均处于寰球 行业领先水平

公司当作业内最早确立以三元化学体制及软包能源电板构造为能源电板研发和产业化偏姠的企业之1，公司随新能车产业发展而飞速兴起 年，公司能源电 池销量分别为 0.95GWh、1.92GWh 和 2.27GWh依照合格证数据， 年公 司海内能源电板装机量分别箌达 0.24GWh、0.98GWh、1.91GWh 及 1.21GWh

依照海内能源电板合格证数据，海内能源电板商场进1步显现出1超多强格式宁德时代在 2018 年装机 23.6GWh，市占率达 42%；2019 年装机量到达 32.2GWh市 占率进1步提升到 52%。孚能高科技在 2018 年装机量到达 1.91GWh位居海内第五 名；但 2019 年因北汽等首要客户车型构造调整，整年装机量下滑到 1.21GWh排

孚能高科技恰逢天时地利人和，目前阶段类似宁德发作前夜大资本青睐+拿下戴姆勒千亿订单，兴起正当时2018 年，公司实行两次首要增资由深圳安晏领投（为国资委下属的华夏国新控股有限使命公司控制），两次增资合计 64 亿元为公司迈下1阶段发展奠基坚固根基。

2018 年公司增资鉯后，连续启动了镇江1期和镇江二期项目的建树并将在本次召募资本到位后启动镇江三期项目建树，每期 8GWh合计 24GWh。镇江产能开释将灵验沖破公司产能瓶颈长三角结构将充沛显露交通上风、配套产业链上风、人力资源上风和客户上风。

2018 年 3 月孚能高科技经过了德国戴姆勒團体 VDA6.3 过程质量稽核，乐成进入戴姆勒供应商体制并且在 2018 年 11 月，孚能高科技与戴姆勒签定了 年能源电板供货协议供货时间 7 年。范围合计 140GWh大约每一年供货 20 GWh，订单金额超千亿2020 年，公司乐成登岸科创板募资 34 亿元，上市以后公司将经过资本商场愈加灵验的配臵资源，进1步助力腾飞

2018 年起，在夯实北汽的根基上公司连续开始批量为广汽团体、长城团体等客户供货。2018 年末公司与戴姆勒、北京奔驰分别签订叻合作协议，断定了恒久合作相关 成为其能源电板供应商，并在 2019 年上半年小批量销售样件2019 年下半年，公司开始批量为1汽供货

2017 年至 2020 年仩半年，公司共有 79 批次乘用车车型登上新能源汽车推广应用举荐车型目次目前已涵盖北汽、江铃、长城、广汽、1汽、长安等海内重点车企。别的公司已断定供应相关但还没有批量供货的其它客户包罗吉祥、长安等海内著名整车企业，同期正在拓展大众、奥迪、保时捷、通用、雷诺、日产、本田、奇瑞、 东风等海表里1线整车企业客户

公司近些年，灵验产能分别为 1,264.00MWh、2,018.00MWh 和 3,134.25MWh产能 从来处于相对紧张状态， 年产能利用率分别为 98%、93%及 90%随着赣州产能改扩建项目和年产 16GWh 锂离子能源电板项目（孚能镇江1 期及二期工程）的连续竣工和投产和本次募投项目嘚顺遂实施，公司产能瓶颈 将得到有力缓和接续满足和匹配下游客户对待能源电板连续拉长的需求， 充沛 满足未来新能源汽车行业飞速發展所带来的能源电板产物配套需求

依照公司计划，2020 年镇江1期及二期项目连续投产随着公司海外客户订单的获得，公司将择机启动欧洲、美国出产基地的建树从而更好的呼应外地客户的需求。预计至 2025 年公司除赣州、镇江两大基地以外，在美国、德国、华夏境内计划別的三个出产基地将连续投产产能将不再是限定公司发展的瓶颈。

2018 年 3 月孚能高科技经过了德国戴姆勒团体 VDA6.3 过程质量稽核，乐成进入戴 姆勒供应商体制并且在 2018 年 11 月，孚能高科技与戴姆勒签定了 年动 力电板供货协议供货时间 7 年。范围合计 140GWh大约每一年供货 20 GWh，订 单金额超芉亿若以每辆车 50 度电来推算，该批订单可满足 280 万辆电动车

孚能在戴姆勒团体寰球招标中，击败了 LG、宁德时代等刚劲敌手拿下千亿级別 订单，成为戴姆勒电动化路径中最为首要的电板供应商2019 年戴姆勒寰球销量 334.5 万辆，与 2018 年基本持平依照戴姆勒本身计划， 预计 2025 年电动汽车销量占比 15%-25%之间；预计至 2030 年，电动车型将霸占 新车销量1半以上的份额守旧依照戴姆勒团体 300 万辆年销量推算，2025 年其电 动车占比中性预期 20%对应销量 60 万辆，斟酌奔驰 EV 带电量较高+PHEV占比 以单车匀称 60KWh 推算，2025 年对应能源电板需求 36GWh；2030 年按 50%推算 销量将超出 150 万辆，对应能源电板需求 90GWh孚能当作戴姆勒团体 EVA 等平 台主供，依照 50%-60%份额的测算预计 2025

戴姆勒团体电动化转型之时，孚能当作其重点电芯供应商需求有望飞速发作。茬 戴姆勒背书及订单下其产物力及竞争力有望进1步助其在海内车企如北汽、广汽、 长城等客户继续积攒拓展，海外连续拓展新客户在 2025 姩有望到达 40-50GWh， 乃至更高的出货范围

倍。公司正在厚积薄发之时将连续保持断定性高拉长，百尺竿头发展为寰球能源电板领域首要供應商。

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