本发明专利技术为一种磷酸亚铁锂基聚合物锂离子电池及其制造方法，包括如下步骤：电池正、负极片活性物质选料；正、负极浆料的制备和涂布；极片辊压，分切，冲裁，叠片或卷绕；铝塑膜封装，注液，化成，抽真空封边，分容；配组，组装，其特征在于：正极片活性物质材料选用以下材料中的一种或多种，但必须包括橄榄石型磷酸亚铁锂或其改性物：橄榄石型磷酸亚铁锂及其改性物ＬｉＦｅ↓［１－ｘ］Ｍ↓［ｘ］ＰＯ↓［４］、Ｌｉ↓［１－ｙ］Ｎ↓［ｙ］ＦｅＰＯ↓［４］、碳包覆橄榄石型磷酸亚铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂。负极片活性物质材料在中间相炭微球、人工石墨、天然石墨、改性石墨中选择一种或几种。本发明专利技术提高了电池及电池组的大电流放电能力和循环使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂离子电池，特别是公开一种新型高功率长寿命磷酸亚铁锂基聚合物锂 离子电池的制造方法及电池组的配组方法，本专利技术电池能为电子产品、中小型便携式设备及 电动自行车、电动摩托车和电动汽车等交通工具提供动力驱动源。
技术介绍
锂离子电池由于其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、绿色环保等特点，自1991年 商品化以来，发展十分迅速，已经广泛应用于信息、能源、交通、军事、太空等领域。进入21世纪，能源匮乏和环境污染的问题再次引起全球广泛关注，石油资源不断减少、 环境污染日益突出等导致电动摩托车、电动汽车等纯电动交通工具的出现和发展，并预示着 广阔的发展空间。而传统的锂离子电池正极材料己不能满足现代社会对电池安全性、使用寿 命和价格等综合因素更为严格的要求。1997年，Padhi等发现的橄榄石型LiFeP04等不仅兼 顾了现有正极材料，如Layered LiCo02、 Layered Li(NiCoMn)!02、 Spinel LiMn204的优点， 而且无毒、对环境友好、原材料来源丰富、比容量高、特别是其热稳定性好、安全性能优越、 循环性能突出，被认为是最具发展潜力的锂离子电池正极材料。虽然橄榄石型磷酸亚铁锂具有较多突出的优点，但是目前该材料还存在以下不足导电性差，振实密度低，与集流体的粘结力差等。虽然曾有专利200610026342.6和200610122368.0 以液态锂离子电池为对象釆用水溶性体系制作正极浆料，但是水溶性体系中浆料颗粒间极容 易团聚，造成单颗电池的均一性极差，因而严重影响了电池组的寿命。目前，中、高倍率(10 20C)的电池及电池组仍处于研发中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型高功率长寿命磷酸亚铁锂基聚合物锂离子电池及其制造 方沫，以及由该电池组成的电池组的配组方法。主要解决目前传统正极材料，如层状LiCo02、 Li(NiCoMn^02和尖晶石型LiMn204，在安全、倍率和循环性能方面不能兼得的问题。本专利技术是这样实现的 一种磷酸亚铁锂基聚合物锂离子电池的制造方法，包括如下步骤 电池正、负极片活性物质选料；正、负极浆料的制备和正、负极片涂布；极片辊压，分切， 冲裁，叠片或巻绕；铝塑膜封装，注液，化成，抽真空封边，分容；配组，组装，其特征在 于正极片活性物质材料选用以下材料中的一种或多种，但必须包括橄榄石型磷酸亚铁锂或 其改性物橄榄石型磷酸亚铁锂(也称磷酸铁锂)及其改性物(LiFe^MxP04，其中M为Mn、Cr和Cu中的一种、0<xS0.1; Lii-yNyFeP04，其中N为Mg、 Al、 Ti禾卩Nb中的一种、(Ky^O.l; 碳包覆橄榄石型磷酸亚铁锂)、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂中的一种或几种。正极浆料的质 量百分配比正极片活性物质80 95%，导电剂1 10%，粘结剂1 11%。所述的正极浆料中导电剂在纳米银、鳞片石墨、导电炭黑和碳纳米管中选择一种或多种。 所述的正极浆料中的粘结剂为分子量大于400,000的聚偏二氟乙烯。 所述正极浆料的制作方法首先将高分子量的聚偏二氟乙烯(PVdF)溶解于NMP配成 3~10%的有机溶液，搅拌0.5 2h，然后将导电剂和球磨后的正极活性物质加入到有机溶液中， 高速搅拌分散0.5~2h，再低速搅拌分散0.5~lh。负极片活性物质材料在中间相炭微球、人工石墨、天然石墨、改性石墨中选择一种或几 种。负极浆料的质量百分配比负极片活性物质80 95%，导电剂1 10%，粘结剂1 11%。 所述的负极浆料的导电剂在纳米银、鳞片石墨、导电炭黑和碳纳米管中选择一种或多种。所 述的负极浆料的粘结剂为聚偏二氟乙烯或丁苯橡胶、羟甲基纤维素钠和丙烯酸类多元共聚物 中的一种或多种。所述负极浆料的制作方法一首先将PVdF溶解于NMP配成4 15%的有机溶液，搅拌 0.5~2h，然后将导电剂和负极活性物质加入到有机溶液中，高速搅拌分散0.5~2h，再低速搅 拌分散0.5~lh。所述负极浆料的制作方法二首先将丁苯橡胶、羟甲基纤维素钠和丙烯酸类多元共聚物 中的一种或多种溶解于去离子水配成4~15%的水溶液，搅拌0.5 2h，然后将导电剂和负极活 性物质加入到水溶液中，高速搅拌分散0.5~2h，再低速搅拌分散0.5~lh。所述的还包括如下步骤1、 极片涂布、分切、冲裁、叠片或巻绕、铝塑膜封装、注液、化成、抽真空封边、分容;2、 配组，即将电芯首先进行5 30次充放电测试，将最后一次的充、放电性能指标作 为配组依据。3、 组装，即将选配好的一组电芯组装在一起构成一个电池组。本专利技术以橄榄石型磷酸亚铁锂基正极材料制作的电池，解决了正极粉料敷料难的问题， 电池具备大电流持续放电的性能和较高的安全性能。同时，采用本专利技术制作的电池一致性高， 电池循环性能突出，有效提高了电池的配组率、延长了电池及电池组的循环使用寿命。具体实施方式本专利技术磷酸亚铁锂基聚合物锂离子电池的制造方法详细步骤如下 1、制作浆料正极浆料的质量百分配比(％):正极材料80~95%;导电剂1~10%;粘结剂1~11%。正极浆料的制作方法首先将高分子量的PVdF溶解于NMP配成3 10y。的有机溶液，搅 拌0.5 2h，然后将导电剂和球磨的正极活性物质加入到有机溶液中，高速搅拌分散0.5~2h， 再低速搅拌分散0.5~lh。负极浆料质量百分配比(％):中间相炭微球80~95%;导电剂卜10%;粘结剂1~110/0。所述负极浆料的制作方法一首先将PVdF溶解于NMP配成4 15。/。的有机溶液，搅拌 0.5~2h，然后将导电剂和负极活性物质加入到有机溶液中，高速搅拌分散0.5 2h，再低速搅 拌分散0.5~lh。所述负极浆料的制作方法二首先将丁苯橡胶、羟甲基纤维素钠和丙烯酸类多元共聚物中的一种或多种溶解于去离子水配成4~15%的水溶液，搅拌0.5 2h，然后将导电剂和负极活 性物质加入到水溶液中，高速搅拌分散0.5~2h，再低速搅拌分散0.5~lh。2、 涂布正极片涂布将制作好的正极浆料均匀涂敷在16~30pm的铝箔或铝网上，涂布方式为辊 涂，涂布速率l~5m/min，在70 16(TC的涂布机中将正极片烘干。负极片涂布将制作好的负极浆料均匀涂敷在8~25pm的铜箔或铜网上，涂布方式为辊 涂，涂布速率l~5m/min，涂布后的极片在50 14(TC干燥。3、 分切将辊压后的极片切成一定尺寸的适合于冲裁或巻绕的极片。4、 辊压将干燥后的正极极片辊压成100 250^un厚的极片，其压实密度为1.5~2.8gtm—3。 将烘干后的负极极片辊压成60 12(Vm厚的极片，其压实密度为1.0 1.9g，cm—3。5、 冲裁将涂布后的正、负极极片分切成一定长度，在冲裁设备上冲裁成相同尺寸的小极片，待 叠片用。6、 叠片或巻绕叠片将上述冲裁后的一定尺寸的小极片，将n片正极和n+l片负极按照负正、负正的 方式对叠，其中最外层均为负极片，正、负极间用12~40pm的PP/PE/PP或PP或PE隔膜分 隔开并将所有极片包裹成一整体；巻绕将上述辊压之后的极片分切成一定尺寸的极片，按照正极包负极或负极包正极的 方式巻成一巻。7、 铝塑膜封装将包裹好的干电芯装入成型的铝塑膜腔体内，并将铝塑膜三边封起来， 一边本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磷酸亚铁锂基聚合物锂离子电池的制造方法，包括如下步骤：电池正、负极片活性物质选料；正、负极浆料的制备和正、负极片涂布；极片辊压，分切，冲裁，叠片或卷绕；铝塑膜封装，注液，化成，抽真空封边，分容；配组，组装，其特征在于： 正极片活性物质材料在橄榄石型磷酸亚铁锂及其改性物、钴酸锂、锰酸锂及镍钴锰酸锂中选一种或多种，但必须包括橄榄石型磷酸亚铁锂或其改性物；所述的橄榄石型磷酸亚铁锂改性物为ＬｉＦｅ↓［１－ｘ］Ｍ↓［ｘ］ＰＯ↓［４］、Ｌｉ↓［１－ｙ］Ｎ↓［ｙ］ＦｅＰＯ↓［４］和碳包覆橄榄石型磷酸亚铁锂，其中Ｍ为Ｍｎ、Ｃｒ和Ｃｕ中的一种，且０＜ｘ≤０．１，Ｎ为Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ和Ｎｂ中的一种，且０＜ｙ≤０．１； 正极浆料的质量百分配比：正极片活性物质材料８０～９５％，导电剂１～１０％，粘结剂１～１１％； 所述的正极浆料中导电剂在纳米银、鳞片石墨、导电炭黑和碳纳米管中选择一种或多种； 所述的正极浆料中的粘结剂为分子量大于４００，０００的聚偏二氟乙烯； 所述正极集流体为铝箔或铝网，厚度为１０～５０μｍ； 负极片活性物质材料在中间相炭微球、人工石墨、天然石墨、改性石墨中选择一种或几种； 负极浆料的质量百分配比：负极片活性物质材料８０～９５％，导电剂１～１０％，粘结剂１～１１％； 所述的负极浆料的导电剂在纳米银、鳞片石墨、导电炭黑和碳纳米管中选择一种或多种； 所述的负极浆料的粘结剂为聚偏二氟乙烯或丁苯橡胶、羟甲基纤维素钠和丙烯酸类多元共聚物中的一种或多种； 所述负极集流体为铜箔或铜网，厚度为８～５０μｍ。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马尚德，高蕾，黄睿，侯敏，张小聪，王路，张华，童一波，
申请(专利权)人：上海南都能源科技有限公司，浙江南都电源动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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