本发明专利技术提供了一种正极、正级制造方法及采用该正极的锂离子电池，其中，正极的活性物质是由两种不同比表面积的磷酸铁锂材料按一定比例混合构成，采用本发明专利技术的技术方案与任何单一磷酸铁锂材料构成的电极相比，本发明专利技术的磷酸铁锂电极高倍率循环寿命得到很大提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磷酸铁锂电池的制造领域，具体涉及一种正极、正级制造方法及采用该正极的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池是于20世纪90年代初迅速发展起来的继镍氢电池之后的新一代绿色高能充电电池。它具有单体电压高、能量密度大、自放电率低、充放电效率高、循环寿命长、无记忆效应和环境友好等优点，已成为手机、数码相机、笔记本电脑等便携式电子产品的主导配套电源，并在电动自行车、电动汽车电源中开始崭露头角。近年来，随着锂离子电池性能的日益完善和生产成本的不断下降，其应用领域和市场份额仍在不断扩大。锂离子电池正负极材料均采用锂离子可以自由嵌入和脱出的具有层状或隧道结构的锂离子嵌入化合物。充电时，锂离子从正极脱出，嵌入负极；放电时，锂离子则从负极脱出，嵌入正极。即在充放电过程中，锂离子在正负极间嵌入脱出往复运动，犹如来回摆动的摇椅或往复运动的羽毛球，因此被形象地称为“摇椅(rocking chair)或“羽毛球(shuttlecock)”电池。锂离子电池的充放电反应表述如下:正极反应:LiMO2.LihMO2+ xLi++ xe_负极反应:xLi++6C+xe- ^^ LixC6电池反应:LiM02+6C —— LihMO^LixC6从锂离子电池问世起，钴酸锂一直是商品化锂离子电池所主要采用的正极材料。近年来，由于钴的资源匮乏，价格偏高，以及钴酸锂耐过充电性能差等安全问题，在动力电池等领域的用途受到限制。与其他正极材料相比，具有橄榄石结构的磷酸铁锂由于其自身的聚阴离子结构非常稳定，充放电时体积变化小，因此在安全性、循环寿命等方面具有其他材料不可比拟的优势，近年来得到了人们的普遍关注，被认为是一种应用前景广阔、最具发展潜力的锂离子电池正极材料。近年来，磷酸铁锂电池的高安全性和高比能量特性，使得其在电动玩具、电动工具、电子香烟及混合动力汽车等高倍率充放电应用领域中逐渐取代传统的镍系电池得到广泛应用。然而，在快速充放电条件下，现有磷酸铁锂电池的2000次循环寿命仍然不够。如电子香烟如果以每次充放可以吸I支香烟，每天吸20支香烟计算，2000次就只能使用3个月左右；如要求达到I年的使用寿命则至少要求电池具有8000次以上的循环，混合动力汽车则需要更多。因此目前这些领域多是采取冗余容量的设计，控制充放电深度来保证电池的循环寿命满足要求，但由此也带来了电池体积、重量和成本的成倍增加。因此，现有技术存在缺陷，需要改正。
技术实现思路
本专利技术将BET比表面为15-30m2/g和BET比表面为6_10m2/g的两种磷酸铁锂材料按照一定比例混合作为正极活性物质，可以大幅度提高磷酸铁锂电池在高倍率充放电条件下的循环寿命。具体的技术方案如下:磷酸铁锂电池正极的活性物质是由BET比表面积相差1.5倍及以上的小比表面积与大比表面积磷酸铁锂材料混合构成，其中小比表面积与大比表面积磷酸铁锂材料的质量比例为 5:95-50:50。特别地，正极的活性物质是由BET比表面积6-10m2/g的小比表面磷酸铁锂材料和比表面积15-30m2/g的大比表面磷酸铁锂材料混合构成，其中小比表面磷酸铁锂材料与大比表面磷酸铁锂材料的质量比例为5:95-50:50。该质量比例为10:90-30:70时，可获得最佳效果。按照常规的锂离子电池制造工艺，将正极活性物质与粘结剂、导电剂、溶剂等混合配制成浆料，经涂布、干燥、碾压、裁切等工艺制成锂离子电池正极片。然后与常规的石墨负极片和隔膜通过卷绕或叠片的方式制成锂离子电池的电极群组。最后，按照常规工艺进行引出端子焊接、电解液注液、封口等工序制成半成品电池，再进行充放电化成，得到电池成品O采用本专利技术的技术方案，将两种不同比表面积的磷酸铁锂材料按一定比例混合作为磷酸铁锂电池的正极活性物质，可以成倍提高电池在高倍率条件下的循环寿命；本专利技术可以使用现有锂离子电池生产设备进行生产，不增加任何生产成本和工艺难度。具体实施方案下面结合实施例对本专利技术作进一步的阐述，但本专利技术的保护范围并不局限于这些实施例。实施例1为了充分体现本专利技术的实施效果，首先以单一磷酸铁锂材料作为正极活性物质制备常规18650型圆柱锂离子电池。具体步骤如下:将BET比表面积为9.3m2/g的磷酸铁锂材料与导电剂Supper P、KS-6、粘结剂聚偏氟乙烯按照92:2:2:4的重量比例混合后，加入N-甲基吡咯烷酮作为溶剂，均匀搅拌制成粘度8000-12000cps的正极浆料，然后用15微米的铝箔，按照常规的锂离子电池制造工艺进行涂布、烘干、碾压、裁切制成混合粉单面面密度为100g/m2,总厚度0.1lOmm的正极片；将d50=13微米的人造石墨与导电剂Supper P、KS-6、增稠剂羧甲基纤维素钠和粘结剂丁苯橡胶按照92、1.5、1.5、2、3的重量比例混合后，加入去离子水作为溶剂，均匀搅拌制成粘度4000-6000cps的负极浆料，然后用厚度10微米的铜箔按照常规的锂离子电池制造工艺进行涂布、烘干、碾压、裁切制成混合粉单面面密度为60g/m2，总厚度0.1OOmm的负极片；将正、负极片以20微米的PP材质微多孔膜隔开，卷绕成圆柱形电芯，装入18650型电池壳中，然后按照常规的锂离子电池制造工艺进行焊接，注入LiPF6含量1.30mol/L、溶剂为EC:DMC:EMC=25:25:50的电解质溶液5.0g，经过机械封口后得到标称电压3.2V、标称容量IlOOmAh的磷酸铁锂18650电池半成品。电池半成品经过0.1C，4.1V恒流恒压充电，0.5C放电到2.75V。制成的电池放置10天后进行循环寿命测试评估。实施例2 为了充分体现本专利技术的实施效果，首先以单一磷酸铁锂材料作为正极活性物质制备常规18650型圆柱锂离子电池。具体步骤如下:将BET比表面积为15.6m2/g的磷酸铁锂材料与导电剂Supper P、KS-6、粘结剂聚偏氟乙烯按照92:2:2:4的重量比例混合后，加入N-甲基吡咯烷酮作为溶剂，均匀搅拌制成粘度8000-12000cps的正极浆料，然后用15微米的铝箔，按照常规的锂离子电池制造工艺进行涂布、烘干、碾压、裁切制成混合粉单面面密度为100g/m2，总厚度0.1lOmm的正极片；将d50=13微米的人造石墨与导电剂Supper P、KS-6、增稠剂羧甲基纤维素钠和粘结剂丁苯橡胶按照92、1.5、1.5、2、3的重量比例混合后，加入去离子水作为溶剂，均匀搅拌制成粘度4000-6000cps的负极浆料，然后用厚度10微米的铜箔按照常规的锂离子电池制造工艺进行涂布、烘干、碾压、裁切制成混合粉单面面密度为60g/m2，总厚度0.1OOmm的负极片；将正、负极片以20微米的PP材质微多孔膜隔开，卷绕成圆柱形电芯，装入18650型电池壳中，然后按照常规的锂离子电池制造工艺进行焊接，注入LiPF6含量1.30mol/L、溶剂为EC:DMC:EMC=25:25:50的电解质溶液5.0g,经过机械封口后得到标称电压3.2V、标称容量IlOOmAh的磷酸铁锂18650电池半成品。电池半成品经过0.1C,4.1V恒流恒压充电，0.5C放电到2.75V的化成过程。制成的电池放置10天后进行循环寿命测试评估。实施例3采用本专利技术提供的方法制备小型化锂离子电池的具体步骤如下。将BET比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种正极，为磷酸铁锂电池的正极，其特征在于，正极的活性物质是由BET比表面积相差至少1.5倍的小比表面积与大比表面积磷酸铁锂材料按预定的重量比例混合构成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李敖生，江束林，陈瑶，高学锋，吴江峰，
申请(专利权)人：德朗能张家港动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：
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