锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极极片的制造方法技术

技术编号:7217409 阅读:188 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极极片的制造方法,其步骤,A、将纳米钴酸锂正极活性物质与纳米Super-C导电剂按比例球磨混合均匀得到钴酸锂活性物质混合物;将到的混合物与聚偏氟乙烯混合均匀;将混合物与羧甲基纤维素纳混合,得正极活性物质浆;B、正极活性物质浆料的制备:将纳米磷酸铁锂与纳米Super-C导电剂按比例球磨混合均匀得到磷酸铁锂活性物质混合物;将得到的混合物与羧甲基纤维素纳按照比例混合;向得到混合物中加入蒸馏水球磨混合均匀,得正极活性物质浆料B;C、将浆料A按照单面涂敷于正极集流体上,将浆料B用涂布工艺双面涂敷于初级极片上,制成正极极片。本发明专利技术的镍氢电池具有容量高、高倍率放电效果好、循环寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池制造领域,更具体涉及一种锂离子动力电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极极片的制造方法,可用于制造各种类型的一次、二次锂离子电池,特别是用于制造锂离子动力电池。
技术介绍
目前,锂离子电池工业所生产的锂离子电池正极片的制造,一般都是由活性物质单纯的磷酸铁锂、或者钴酸锂或者所谓三元材料等活性物质、导电剂超细石墨粉(Super-C)、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、溶粘剂(溶胀或增加粘结剂溶解性的试剂)N-甲基吡咯烷酮(NMP)、发泡剂或者增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)以及其它添加剂混合制作成浆料,浆料经过涂布工艺,单层涂敷到铝箔正极集流体上,点焊极耳等工序制作而成的。而由现有锂离子电池正极极片工艺制造的正极所制造的锂离子电池不仅存在比容量低、大电流放电效果差、循环寿命短等缺点。而单纯钴酸锂正极活性物质所制造的锂离子电池工作电压较高(为3. 6 3. 7V),但其存在极大的安全隐患,钴酸锂在较高的稳定条件下可能分解释放出氧气,氧气与有机电解液发生氧化还原作用而发生爆炸;单纯磷酸铁锂正极活性物质所制造的锂离子电池虽然不存在与钴酸锂类似的的安全隐患,但磷酸铁锂正极活性物质所制造的锂离子电池开路电压和工作电压都较低,其开路电压约为3. 05 3. 30V,工作电压一般在3. 00 3. 20V之间。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题,本专利技术的目的是在于提供了一种,这种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极极片的应用,在不改变现有电池制造工艺步骤以及完全利用现有设备的前提下,采用钴酸锂活性物质及磷酸铁锂活性物质双层涂层结构,并适当增加乙炔黑或者超细活性炭导电剂的比例,而制造的一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极极片,能够有效地提高锂离子电池的放电容量、提高锂离子电池的大电流放电效果,并有效地延长锂离子电池使用寿命。此外,由于使用了两种活性物质磷酸铁锂和钴酸锂双层涂层,既能有效地利用两种正极活性材料的优点,又能客服两种材料的缺点和不足。钴酸锂的优点是工作电压高(钴酸锂3. 6 3. 7V),不足是安全性能差,磷酸铁锂的优点是安全性能好。本专利技术通过下述技术方案予以实现所述的一种,主要包括双层正极活性物质浆料、正极集流体铝箔和镍带或镀镍钢带极耳3等三个部分构成。进一步,本专利技术包括如下内容所述的一种,主要包括双层正极活性物质浆料、正极集流体铝箔和镍带或镀镍钢带极耳等三个部分构成;所述的一种,其特征在于双层正极活性物质浆料、集流体及极耳三部分的连接关系是第一层活性物质浆料通过涂布工艺涂覆于集流体上,第二层活性物质浆料通过涂布工艺涂敷于第一层浆料之上, 极耳通过点焊工艺点焊于集流体上。一种,其步骤是A、第一层正极活性物质浆料由如下步骤制备第一步将纳米钴酸锂正极活性物质与纳米Super-C导电剂按质量比为1 5 10 1的比例球磨混合均勻得到钴酸锂活性物质混合物;第二步,将第一步得到的混合物与聚偏氟乙烯粘结剂按照质量比为1 100 3 100的比例混合均勻;第三步,将第二步得到的混合物与的含量为(质量比)的羧甲基纤维素纳(增稠剂)按照质量比为1 10 1 5的比例混合,并添加相当聚偏氟乙烯50% (质量比) 的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂球磨混合均勻;第四步,向第三步得到混合物中加入质量百分比为10 25%加蒸馏水球磨混合均勻,得到第一层正极活性物质浆料A ;B、第二层正极活性物质浆料Ib由如下步骤制备第一步将纳米磷酸铁锂与纳米Super-C导电剂按质量比为1 5 10 1的比例球磨混合均勻得到磷酸铁锂活性物质混合物;第二步,将第一步得到的混合物与聚偏氟乙烯粘结剂按照质量比为1 100 5 100的比例球磨混合均勻;第三步,将第二步得到的混合物与羧甲基纤维素纳(分散剂)按照质量比为 1 10 1 5的比例混合,并添加相当聚偏氟乙烯质量50%的N-甲基吡咯烷酮(NMP) 球磨混合均勻;第四步,向第三步得到混合物中加入质量百分比为10 25%加蒸馏水球磨混合均勻,得到第二层正极活性物质浆料B ;C、将A步骤获得的浆料A按照涂布工艺单面或者双面涂敷于正极集流体上,在 65 95°C条件下干燥,对滚机压制成总厚度为0. 015 0. 25mm的初级极片;再次将B步骤获得的浆料B用涂布工艺双面或者单面涂敷于初级极片上,在65 95°C条件下干燥,对滚机压制成总厚度为0. 015 0. 35mm的正极极片;经切分、点焊1 6个极耳于集流体预留空白位置上。所述的一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极极片,其特征在于所述的集流体由厚度为0. 01 0. IOmm的铝箔制成。所述的一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极极片,其特征在于所述的极耳由厚度为0. 01 0. 25mm的金属镍带或者镀镍钢带制成。采用专利技术型的技术方案,可以取得如下明显的效果用本专利技术技术方案一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极极片所生产的电池,由于采用了一定比例的放电比容量较高、热稳定性能高的磷酸铁锂活性物质和放电电压较高的钴酸锂正极活性物质双层涂层结构正极极片,从而较有效地提高了锂离子电池的放电比容量,在5C 30C充放电条件下, 正极的最高放电比容量均超过120mAh/g,且具有较高的放电电压均值超过3. 5V(附图3); 由于添加了一定比例的纳米乙炔黑或者超细石墨导电剂,从而提高了锂离子电池的大电流放电效果,由于同时使用了高比容量、高导电性能的以及采用了较为先进的制造工艺制作磷酸铁锂-钴酸锂复合正极片,使得制造的锂离子电池的循环使用寿命短得以显著延长, 将制造的复合正极极片组装成18650型锂离子电池,在5C 30C较高倍率充放电条件下, 实验电池的循环寿命(放电容量小于设计容量70%时的充放电循环次数,以下在同样条件下测定)均超过650次。本专利技术适用于各种类型、各种型号的普通锂离子电池和锂离子动力电池的制造。 附图说明图1为一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极单面单极耳极片的立体示意2为一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极双面双极耳极片的立体示意3为一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极单面三极耳极片的立体示意4为一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极单面四极耳极片的立体示意5为一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极单面五极耳极片的立体示意6为一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极单面六极耳极片的立体示意7为一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极实验电池1 5次循环的充放电曲线图8为一种锂离子电池磷酸铁锂-钴酸锂复合正极实验电池605次循环的充放电曲线其中Ia 钴酸锂正极活性物质涂层,Ib 磷酸铁锂正极活性物质涂层,2 集流体,3 极耳,4 预留空白位置。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例,对本专利技术作进一步的详细描述。实施例1 一种,其步骤是A、第一层正极活性物质浆料Ia由如下步骤制备第一步将纳米钴酸锂正极活性物质与纳米Super-C导电剂按质量比为1 5的比例球磨混合均勻得到钴酸锂活性物质混合物;第二步,将第一步得到的混合物与聚偏氟乙烯粘结剂按照质量比为1 100的比例混合均勻;第三步,将第二步得到的混合物与的含量为的羧甲基纤维素纳(增稠剂)按照质量比为1 10 1 5的比例混合,并添加相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:何志艳夏攀郑丽兰夏雾严立里周环波詹炳然詹金俊唐帮助王建红
申请(专利权)人:广州市云通磁电有限公司孝感学院
类型:发明
国别省市:

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