本发明专利技术公开了一种磷酸铁锂型锂离子电池正极片及其制造方法，正极活性物质涂层由纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层、纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层组成，纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料涂覆在集流体上，纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料涂覆在纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层上，极耳点焊于集流体的预留空白处。其步骤：A、将磷酸铁锂正极活性物质，分别与纳米炭黑导电剂、聚偏氟乙烯粘结剂和N-甲基吡咯烷酮溶剂，按比例混合，制成纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料；B、将磷酸铁锂制备的浆料，单面或者双面涂覆于厚度为正极集流体上，形成涂层；C、制成涂层的正极极片。制造的磷酸铁锂型锂离子电池容量高、高倍率，效果好，有效地延长锂离子电池的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学电源即电池制造领域，具体涉及一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片的制造方法，适用于制造各种型号的一次、二次锂离子电池。
技术介绍
目前锂离子电池工业生产的各种型号的锂离子电池正极极片，采用的正极极片的结构全部是这样的较大颗粒粒径(微米级)的正极活性物质单层单面或者单层双面涂敷于正极集流体上；正极极片生产所用的正极活性物质大多也是钴酸锂或者三元材料或者磷酸铁锂，所用的导电剂为石墨、溶剂剂为NMP (N-甲基吡咯烷酮)以及其他添加剂混合制作成浆料，浆料经上浆工艺涂敷到铝箔集流体上，再经干燥、压片、分切、点焊上极耳制得锂离子电池正极片。由于使用的正极活性物质涂层为单一粒径范围的、颗粒较粗的活性物质单层涂敷层，正极活性物质与集流体之间粘接程度不均一，粘接不牢固，从而引起电池在使用过程中正极活性物质脱落或者电极电化学反应过程一致，从而使得电池的容量迅速降低， 循环寿命急剧缩短，甚至由于严重脱粉使得电池短路而报废。此外，由于现有锂离子电池生产所用的正极活性物质都是粒径为微米级的钴酸锂或者三元材料或者磷酸铁锂，其浆料只能采用现有锂离子电池正极制造所用的、所谓单层“涂布”工艺，由于颗粒粒径较粗大，除了与正极集流体附着不牢固缺陷外，电极活性物质涂层的孔隙率也较大、且不均一，不利于电解液的润湿、吸附，电极容量及电池容量受到限制，同时，以粒径为微米级的钴酸锂或者三元材料或者磷酸铁锂正极活性物质生产的锂离子电池存在比容量低、大电流放电效果差和循环寿命短等缺点，很难满足大功率电动工具、电动汽车动力等对动力型锂离子电池大电流、快速充放电的要求。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述主要问题，本专利技术的目的是在于提供了一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片，电极片组装成高容量、大电流锂离子电池，在10 30C较高倍率充放电条件下，充放电循环寿命均超过700次，最高达到856次充放电循环。本专利技术的目的是在于提供了一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片的制造方法。用所述的正极极片制造的磷酸铁锂型锂离子电池容量高、高倍率，即大电流快速充放电的效果好，能够比较有效地提高锂离子电池的放电容量、提高了锂离子电池的大电流放电效果， 并有效地延长锂离子电池的使用寿命。本专利技术通过下述技术方案予以实现一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片，由双层单面涂敷的或者双层双面涂敷的正极活性物质涂层、集流体和极耳等三个部分构成。其特征在于正极活性物质涂层由纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(la)、纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(Ib)组成，纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料(a)涂覆在集流体上，纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料(b)涂覆在纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(Ia)上，极耳(单极耳或多极耳，根据极片的大小或者容量的大小选择1 5个极耳)点焊于集流体的预留空白处。一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片的制造方法，其步骤是A、将粒径为1 20nm和20 200nm的磷酸铁锂正极活性物质，分别与纳米炭黑 (Super-C)导电剂、聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂和N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，按照质量比例为80 100 3 8 3 8 80 150的比例混合，真空或者氮气保护的条件下球磨0. 5 6小时，混合均勻，分别制成纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料(a)、纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料(b)；B、将步骤(A)粒径为1 20nm的磷酸铁锂制备的正极活性物质浆料(a)，经间歇涂布工序，单面或者双面涂覆于厚度为正极集流体上，在60 95°C条件下干燥5 15分钟，使正极活性物质粘接于正极集流体之上形成纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(Ia)；C、经对滚机压制成厚度为0. 065 0. 25mm的带纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层 (Ia)的正极极片；D、将步骤(A)粒径为20 200nm的磷酸铁锂制备的纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料(b)，经间歇涂布工序，单面或者双面涂覆于步骤(C)所制得的附着有纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(Ia)的正极极片上，在60 95°C条件下干燥5 15分钟，使正极活性物质粘接于初级极片之上形成纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(Ib)；E、经对滚机压制成厚度为0. 055 0. 55mm的初级正极极片；F、将初级极片裁剪成为300 1200X25. 0 200mm的大小；G、在步骤(E)裁剪好的极片的预留空白处，用激光焊接或者超声波焊接长度为 25. 0 ；350. Omm的极耳(3) 1 5个；H、在极耳焊接部位两面都粘贴厚度为0. Olmm的绝缘胶带。所述的一种磷酸铁锂型锂离子电池正极片的制造方法，其特征在于所述的正极集流体( 厚度为0. 01 0. 15mm的铝箔或镍箔或镀镍不锈钢箔制而成。所述的一种磷酸铁锂型锂离子电池正极片的制造方法，其特征在于所述的正极极耳( 厚度为0. 05 0. 35mm的镍带或者镍铝合金带或镀镍不锈钢带制成。采用本专利技术的技术方案，可以取得如下明显的有益效果采用本专利技术的一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片，所生产的磷酸铁锂型锂离子电池，由于采用了独特的、不同粒径的纳米磷酸铁锂正极活性物质所制备的浆料，双层涂布工艺技术，正极活性物质涂层与集流体之间附着更为牢固，两层活性物质涂层的孔隙率也不完全相同，第一层纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层活性物质颗粒较小，孔隙率较低，正极活性物质与导电剂之间的接触以及与集流体之间的接触更为紧密，有利于增强活性物质与集流体之间的结合，有利于增强电极的导电性能，第二层纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层活性物质颗粒较粗，孔隙率较高，有利于电解液渗透到电极内部，也能有效提高正极极片的导电率，同时，由于第一层颗粒较细小的活性物质与集流体之间粘接较为牢固，能有效地降低脱粉、掉皮(活性物质涂层成块体脱落)现象，能有效地提高正极活性物质的有效附料量，活性物质与集流体结合更牢固，增强活性物质在集流体上的附着力，不仅有效提高了所制造的镍氢电池的放电比容量及容量，而且大大提高了电池的循环使用寿命。同时使用了放电比容量较高、导电性能良好的纳米磷酸铁锂作为正极活性物质，从而较有效地提高锂离子电池的放电比容量和大电流放电效果，在高倍率及超高倍率的10 30C充放电条件下，磷酸铁锂活性物质的最高放电比容量均超过100mAh/g，且放电曲线平台具有较高的放电电压；同时，由于正极活性物质中添加了一定比例的纳米炭黑(Super-C)导电剂，并采用了双层分别涂布技术制造正极，在增加了正极的导电性能的同时，进一步增强和提高了锂离子电池的大电流放电效率，由于同时使用了高比容量、高导电性能纳米磷酸铁锂，使得所制造的磷酸铁锂型锂离子电池的循环使用寿命显著延长，将制造的磷酸铁锂型电极片组装成高容量、大电流锂离子电池，在10 30C较高倍率充放电条件下，充放电循环寿命(放电容量小于设计容量65%时的充放电循环次数)均超过700次，最高达到856次充放电循环。本专利技术适用于各种型号的圆柱形、方形锂离子电池。附图说明图1为一种磷酸铁锂型锂离子电池单极耳双面涂层正极极片的侧视示意图；图2为一种磷酸铁锂型锂离子电池双极耳双面涂层正极极片的立体示意图；图3为一种磷酸铁锂型锂离子电池双极耳单面涂层正极极片的立体示意图；图4为一种磷酸铁锂型锂离子电池三极耳双面涂层正极极片的侧视示本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片，由双层单面涂敷的或者双层双面涂敷的正极活性物质涂层（１）、集流体（２）和极耳（３）构成，其特征在于：正极活性物质涂层（１）由纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层（１ａ）、纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层（１ｂ）组成，纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料ａ涂覆在集流体（２）上，纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料ｂ涂覆在纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层（１ａ）上，极耳（３）点焊于集流体（２）的预留空白（４）处。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：詹炳然，詹金俊，
申请(专利权)人：广州市云通磁电有限公司，
类型：发明
国别省市：81
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。