一种长循环的聚合物锂电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种长循环的锂离子聚合物锂电池及其制备方法，涉及锂电池制备技术领域，具体以磷酸锰铁锂材料和三元材料配料，涂布、制片，制得正极片，将正极片、负极片、隔膜进行卷绕，依序经组装、注液、化成、封装，制得。本发明专利技术以磷酸锰铁锂材料掺杂三元材料，通过行星式搅拌使其均匀可吸附在三元材料表面形成包覆层，形成稳固的三元层状结构，即因其特有的橄榄石结构，使聚合物电池的电芯在循环过程中三元的层状结构更稳定，从而延长了聚合物电池正负极材料之间的循环寿命。正负极材料之间的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种长循环的聚合物锂电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子聚合物电池制备
，具体讲是一种长循环的聚合物锂电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]消费数码聚合物锂电池，主要运用于智能手机、笔记本电脑、可穿戴设备、电子烟、无人机、无线蓝牙音箱等新兴的电子产品，要求该领域的锂电池具备小体积、轻薄化、高能量密度的特点。经过20多年的发展，该领域的核心主要聚焦于能量密度的提升，目前行业主流选用高能量密度的钴酸锂、三元的正极材料。
[0003]目前主流数码锂电池技术以钴酸锂、三元材料为正极，满足了消费电子轻薄化、高能量密度的要求，但受限于材料结构与电化学特性，1C倍率充放电循环寿命300
‑
800次(小于初始容量的80％)，大部分电子消费品使用2
‑
3年后就面临电芯续航能力不足的现象，严重影响消费者体验。
[0004]当前产业链中成熟的另一种正极材料磷酸铁锂(LFP)具备低成本、大于2000次的循环寿命(≥2000次)，但放电平台低与三元低，无法与三元进行混掺搭配使用，且传统磷酸铁锂能量密度较低，不适用于数码消费领域；
[0005]随着全行业材料技术的发展，近两年出现了同时具备高能量密度与长循环寿命的磷酸锰铁锂(LMFP)材料，该材料电压平台为3.65V，与钴酸锂、三元电压平台3.7V接近，相同的电压平台意味着磷酸锰铁锂可以与钴酸锂、三元可以和钴酸锂、三元正极材料混合使用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种长循环的聚合物锂电池及其制备方法。
[0007]本专利技术的技术解决方案如下：
[0008]一种长循环的聚合物锂电池的制备方法，以磷酸锰铁锂材料和三元材料配料，涂布、制片，制得正极片，将正极片、负极片、隔膜进行卷绕，依序经组装、注液、化成、封装，制得。
[0009]优选地，所述磷酸锰铁锂材料和三元材料的添加质量比为(5
‑
2):(5
‑
8)。
[0010]优选地，所述配料时采用行星式搅拌进行混料。
[0011]优选地，所述磷酸锰铁锂材料的D50粒度控制在0.5
‑
1.5μm。
[0012]优选地，所述三元材料的D50粒度控制在8
‑
12μm。
[0013]优选地，所述负极片采用的活性物质为石墨。
[0014]优选地，所述隔膜的孔隙率为38
‑
42％。
[0015]本专利技术还公开了一种长循环的聚合物锂电池，采用如上任一所述的制备方法制得。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术以磷酸锰铁锂材料掺杂三元材料，通过行星式搅拌
使其均匀可吸附在三元材料表面形成包覆层，形成稳固的三元层状结构，即因其特有的橄榄石结构，使聚合物电池的电芯在循环过程中三元的层状结构更稳定，从而延长了聚合物电池正负极材料之间的循环寿命。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的工艺流图；
[0018]图2为本专利技术的正极片、负极片的结构示意图；
[0019]图3为本专利技术的空考工艺流程图；
[0020]图4为实施例1的性能测试曲线图；
[0021]图5为三元材料的结构示意图；
[0022]图6为磷酸锰铁锂的结构示意图。
具体实施方式
[0023]一种长循环的聚合物锂电池的制备方法，以磷酸锰铁锂材料和三元材料配料，具体采用行星式搅拌进行混料，涂布、制片，制得正极片，将正极片、负极片、隔膜进行卷绕，依序经组装、注液、化成、封装，制得。
[0024]三元材料的结构示意图：见图5；
[0025]磷酸锰铁锂：橄榄石结构，见图6。
[0026]更具体地，
[0027](1)正极配料工序：选用如下符合如下性能参数的磷酸锰铁锂(LMFP)、三元材料。
[0028]项目LMFP技术标准三元(523)粒度D50(um)0.5～1.58.0
‑
12.0振实密度(g/cm3)≥0.7≥2.3压实密度(g/cm3)≥2.2≥3.3比表面积(m2/g)15.0～25.00.15～0.450.2C比容量(mAh/g)≥150≥150
[0029](2)负极配料工序：选用如下符合如下性能参数的天然石墨(负极主材)。
[0030]项目天然石墨粒度D50(um)18
‑
20振实密度(g/cm3)≥1.45压实密度(g/cm3)≥1.5比表面积(m2/g)2.00.2C首次放电容量(半电池)(mAh/g)≥355
[0031](3)正极制片工艺：将符合上述特性的磷酸锰铁锂材料与三元材料按照下述不同的比例(质量比)进行掺杂后配料、涂布、制片。
[0032][0033](4)负极制片工序：负极采用人造石墨为活性物质，负极容量过量系数1.08(负极
极片容量/正极片容量＝1.08)
[0034][0035](5)组装工序：
[0036]使用符合如下性能指标的隔膜
[0037][0038]备注：其它性能指标依照具体型号变动
[0039]将以上正极片、负极片、隔膜进行组装；
[0040]卷芯制作工艺卷芯形状卷芯组装工艺卷绕方形、圆柱、软包
[0041](6)注液工序：
[0042]卷芯完成组装后进行高真空烘烤，卷芯水份控制在100ppm以内，在露点
‑
40℃干燥环境中注入电解液
[0043][0044]备注：电解液配比与其它技术参数根据实际需求进行变动。
[0045](7)化成工艺：完成注液后，高温45℃静置24
±
4h后，进行化成；
[0046][0047]以下以聚合物803450
‑
1500mAh制作作为具体实施例。三元材料采用523型号。
[0048]实施例1
[0049]1、配料工序，以80wt％三元材料和20wt磷酸锰铁锂材料为活性物质，配料过程如下：采用NMP和PVDF配制胶液，搅拌，同时分批加入活性物质，加NMP控制粘度。具体参照下表：
[0050][0051]负极材料配料如下：以人造石墨为活性物质，配制CMC胶液，加入Super
‑
P，加水调节粘度，分批加入活性物质，同时加入NMP、SBR进行调节粘度，具体见下表：
[0052][0053]2、涂布、对辊、制片工序按照下表指标进行制片：
[0054]极片性能指标参数极片性能指标参数正极片面密度397g/m2正极片对辊厚度≤0.133mm负极片面密度187g/m2负极片对辊厚度≤0.131mm正极片对辊宽度41mm
ꢀꢀ
负极片对辊宽度43mm
ꢀꢀ
[0055]3、按照下表指标进行卷绕组装工序
[0056]4.烘烤注液工序
[0057]4.1电芯真本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长循环的聚合物锂电池的制备方法，其特征在于，以磷酸锰铁锂材料和三元材料配料，涂布、制片，制得正极片，将正极片、负极片、隔膜进行卷绕，依序经组装、注液、化成、封装，制得。2.根据权利要求1所述的一种长循环的聚合物锂电池的制备方法，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料和三元材料的添加质量比为(5
‑
2):(5
‑
8)。3.根据权利要求1所述的一种长循环的聚合物锂电池的制备方法，其特征在于，所述配料时采用行星式搅拌进行混料。4.根据权利要求1所述的一种长循环的聚合物锂电池的制备方法，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料的D...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊红来，徐敏，
申请(专利权)人：江西力莱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：