一种锂离子动力电池正极片及锂离子动力电池制造技术

技术编号:7552019 阅读:259 留言:0更新日期:2012-07-14 00:21
本发明专利技术属于锂离子电池技术领域,具体公开了一种锂离子动力电池正极片以及采用该正极片制成的锂离子动力电池。锂离子动力电池正极片通过以下步骤制得:将LiMn2O4与粘结剂、导电剂、无机纳米颗粒混合,制成正极浆料A;将LiFePO4与粘结剂、导电剂混合,制成正极浆料B;在集流体上涂布正极浆料A,之后烘干、辊压,得正极片基体,然后再在正极片基体上涂布正极浆料B,之后烘干、辊压、烘烤,制得锂离子动力电池正极片。本发明专利技术提供的锂离子动力电池正极片制备工艺简单,改善锂离子动力电池性能和电池组性能效果明显,易于实现工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池
,具体涉及一种锂离子动力电池正极片以及采用该正极片制成的锂离子动力电池。
技术介绍
目前制约锂离子动力电池发展的主要问题是电芯成组后安全性能的下降和使用寿命短,为了得到性能好的锂离子动力电池的电池组,对电芯的一致性提出了特别高的要求,电芯的配组须从电芯的静态性能和动态性能两大块经过繁琐的工艺严格筛选完成,这样不但降低了锂离子动力电池的生产效率,而且还降低了产品的合格率。其次,随着锂离子动力电池的快速发展,对电池材料的要求也越来越高。目前商业化的动力电池正极材料主要为 LiMn2O4 和 LiFePO4。其中尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)作为锂离子电池的正极材料,具有工作电压高、 安全性能好、价格低廉和无毒无污染等优点,但该材料在充放电循环过程中容量衰减较快, 尤其在55°C以上时,其循环及储存性能急剧恶化,限制了该材料的发展和应用。磷酸铁锂 (LiFePO4)作为锂离子电池正极材料,具有循环性能好、安全性能好、无毒无污染等优点,但其工作电压较LiMn2O4低,在低温下导电性能差,放电容量低,也限制了该材料的发展和应用。开发新的正极材料成为锂离子电池领域的一个重要研究方向。公开号为101916848A的中国专利申请公开了一种正极材料,是由LiFePO4包覆 LiMn2O4制成的复合正极材料,该复合正极材料采用LiFePO4对LiMn2O4进行包覆改性,使得内层的LiMn2O4电极材料与电解质隔开,可抑制电极与电解液的反应,减少锰的溶损,提高其电化学性能和高温性能,此外,由于LiFePO4放电平台较LiMn2O4低,所以LiFePO4包覆 LiMn2O4复合正极材料在较低的电压下,依然能够平稳放电,并且不会对材料造成损坏,提高了电池的使用性能,延长了电池的使用寿命。但该复合正极材料在制备过程中,经过干燥后还需进行研磨处理,以得到粉体材料,这种研磨处理容易破坏包覆效果,很难保证制得的复合正极材料的一致性,这样在电池内部HF存在下,未包覆好的复合正极材料还是会存在锰溶解可能,从而影响电池性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂离子动力电池正极片。本专利技术的目的还在于提供一种锂离子动力电池。为了实现以上目的,本专利技术所采用的技术方案是一种锂离子动力电池正极片,通过包括以下步骤的制备方法制得(1)配制正极浆料配制正极浆料A 将LiMn2O4与粘结剂、导电剂、无机纳米颗粒混合,制成正极浆料 A,其中LiMn2O4、粘结剂、导电剂、无机纳米颗粒的重量比为=LiMn2O4 粘结剂导电剂无机纳米颗粒=(90 92) (3 5) 0 6) (0.5 2);配制正极浆料B 将LiFePO4与粘结剂、导电剂混合,制成正极浆料B,其中 Lii^P04、粘结剂、导电剂的重量比为=LiFePO4 粘结剂导电剂=(90 92) (3 5) (4 6);(2)制备正极片在集流体上涂布正极浆料A,之后烘干,辊压到120 U6um厚度,得正极片基体, 然后再在所述正极片基体上涂布正极浆料B,之后再经烘干,然后辊压到156 162um厚度, 之后再经烘烤处理,制得锂离子动力电池正极片。所述粘结剂为LA132、SBR、聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯中的任一种。所述导电剂为碳纳米管、Super-P、KS-6中的一种或几种。所述无机纳米颗粒为纳米二氧化硅颗粒、纳米氧化铝颗粒、纳米碳酸锂颗粒中的一种或几种。所述制得的锂离子动力电池正极片上的干粉中LiMn2O4的质量百分含量为70 85%。所述制得的锂离子动力电池正极片上的干粉中LiFePO4的质量百分含量为5 25%。一种采用上述锂离子动力电池正极片制成的锂离子动力电池。本专利技术提供的锂离子动力电池正极片利用纳米级的无机化合物颗粒吸附锂离子电池内部产生的HF,克服了电池循环过程中容量衰减、气胀等问题。同时,本专利技术提供的锂离子动力电池正极片通过用LiFePO4材料层对LiMn2O4材料层进行表面覆盖,不仅结合了 LiMn2O4材料体系和LiFePO4材料体系的优点,而且进一步减少了电解质中微量HF与内层 LiMn2O4材料的接触,从而缓解了锰酸锂电极与电解液的反应速度,减少了锰的溶损,提高了制得的锂离子动力电池的电化学性能和高温性能。另外,本专利技术提供的锂离子动力电池正极片利用了 LiFePO4材料体系的放电平台较LiMn2O4低、放电区间较LiMn2O4材料小、LiFePO4 材料体系电压在3. 0-4. 2V区间展现好的结构稳定性、LiFePO4材料体系在3. OV保持一个放电平台等优点,保证了锰铁锂电池在较低的电压下能够平稳放电,有效防止了锂离子电池组中单只电池出现过充过放现象,提高了电池和电池组的使用性能,延长了电池的使用寿命,并且降低了锂离子动力电池的电池组的配组工艺难度。本专利技术提供的锂离子动力电池正极片制备工艺简单,改善锂离子动力电池性能和电池组性能效果明显,易于实现工业化生产。附图说明图1为本专利技术实施例3提供的锂离子动力电池的充放电曲线图;图2为本专利技术实施例3提供的锂离子动力电池的循环性能曲线图。具体实施例方式下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本实施例提供的锂离子动力电池正极片,通过以下步骤制得(1)配制正极浆料配制正极浆料A 将LiMn2O4与LA132、Super-P, KS-6、纳米二氧化硅颗粒混合,其中LiMn2O4与LA132、Super-P, KS-6、纳米二氧化硅颗粒混合时的重量比为 LiMn2O4 LA132 Super-P KS-6 纳米二氧化硅颗粒=90 :5:2:2: 0.5,制成正极浆料A ;配制正极浆料B 将 LiFePO4 与 LA132、Super-P, KS-6 混合,LiFePO4 与 LA132、 Super-P、KS-6 混合时的重量比为=LiFePO4 LA132 Super-P KS-6 = 92 3 3 3, 制成正极浆料B;(2)制备正极片在铝箔上以0. 03g/cm2的面密度涂布正极浆料A,之后烘干,辊压到120um厚度,得正极片基体,之后再在正极片基体上以0. 004g/cm2的面密度涂布正极浆料B,之后再经烘干,然后辊压到162um厚度,之后再放到真空烤箱中于80°C下烘烤8小时,制得锂离子动力电池正极片。制得的锂离子动力电池正极片上的干粉中LiMn2O4的质量百分含量为85%, LiFePO4的质量百分含量为5%。实施例2本实施例提供的锂离子动力电池正极片,通过以下步骤制得(1)配制正极浆料配制正极浆料A 将LiMn2O4与LA132、Super-P, KS-6、纳米碳酸锂颗粒混合,其中LiMn2O4与LA132、Super-P, KS-6、纳米碳酸锂颗粒混合时的重量比为 LiMn2O4 LA132 Super-P KS-6 纳米碳酸锂颗粒=92 :3:3:3: 2,制成正极浆料A;配制正极浆料B 将 LiFePO4 与 LA132、Super-P, KS-6 混合,LiFePO4 与 LA132、 Super-P、KS-6 混合时的重量比为=LiFePO4 LA132 Super-P KS-6 = 90 5 2 2, 制本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杜洪彦赖见田华李世江侯红军
申请(专利权)人:多氟多焦作新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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