[發明專利]水系磷酸鐵鋰動力型圓柱電池

無效

• 申請號: 200910064193.6
• 申請日: 2009-02-13
• 公開（公告）號: CN101488582A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 曹學廣;陳儉民;史盛華
• 申請（專利權）人: 濮陽市星馳電源制造有限公司
• 主分類號: H01M10/36
• 分類號: H01M10/36;H01M10/40;H01M4/02;H01M4/62;H01M10/38;H01M4/04
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司
• 代理人: 張國文

一、技術領域：

本發明涉及化學電源技術領域，尤其是水系磷酸鐵鋰動力型圓柱電池。

二、背景技術：

鋰離子電池行業發展只有十五年左右的時間，還是一個較為年輕的行業，資金技術密集，伴隨著我國各類工業產品市場的興起，我國的鋰離子電池產業迅速狀大起來，但是由于我國在鋰離子電池產業領域技術力量相對薄弱，科研技術隊伍人員少，資金投入低，進行技術發明和創新的力度不夠，在行業競爭中處于劣勢，尤其是近兩年來，面對國外同行業巨頭對中國企業頻頻提出知識產權起訴的嚴峻形勢，鋰電行業研發力量、技術創新得到很大的提高，行業競爭力得到增強。鋰離子電池是性能卓越的新一代綠色高新電池，應用前景十分廣泛，但是在實踐過程中不同體系的鋰離子電池產品存在著不同的優劣點，現在鋰離子電池主要存在正極、負極比較昂貴，尤其正極材料資源稀缺，正極材料電化學當量較低，材料的回收利用難度大、數量小，對行業發展產生瓶頸拘約，嚴重影響鋰電行業的發展，另外，鋰離子電池現時尚存在安全性等諸多方面的隱患，尤其是在使用過程中其高倍率、長壽命、無污染等各項經濟指標不能達到用戶的要求，這樣就對鋰離子電池行業的進一步發展提出新的要求。

三、發明內容：

本發明的目的是提供一種成本低、無污染的水系磷酸鐵鋰動力型圓柱電池，它克服了其它技術存在的缺點，本發明的目的是這樣實現的，本發明是用丁苯乳膠SBR取代傳統的PVDF粘結劑，實現水性粘結劑在正極中的應用，其材料的具體配比如下：導電劑2％～13％，導電劑是由導電碳7％、導電石墨3％和其它90％負極活性材料制成的；分散劑甲基纖維素鈉：0.5％～2％；粘結劑丁苯乳膠：3％～5％；其余為活性物質磷酸鐵鋰83.5％～91％；乙醇：占所有粉重的55％。

本發明的生產工藝為：和漿、涂布、制片、卷繞、注液、化成、陳化和檢測。電池的制作方法采用目前普遍的電池生產工藝，區別在于和漿過程。

和漿工藝：第一步配制分散劑甲基纖維素鈉CMC母液，在乙醇水溶液中加2～3％的分散劑甲基纖維素鈉CMC粉攪拌3～4h，擱置24h后使用。第二步打導電漿：按配方稱取所需分散劑甲基纖維素鈉CMC母液，加入導電碳Super7％以及導電石墨Ks-63％、乙醇水溶液攪拌3h。第三步加入正極活性材料磷酸鐵鋰攪拌3h后調粘度。第四步加丁苯乳膠SBR抽真空攪拌1h。

本發明的意義：一是克容量發揮120mAh/g：循環性能1000次后容量保持率為90％以上。二是LiFePo₄材料的比表面積大，極片容易吸水脫粉，使得其在電池制程控制要求比較嚴，而采用水系可以解決因吸水造成極片脫粉現象。三是成本低，原材料廣泛、存儲量豐富、價格低廉。四是高溫性能好。五是無毒、無污染是真正的綠色能源。從節能環保這一塊分析，水系磷酸鐵鋰動力電池的創新發明，從根本上解決了鋰電安全、污染等問題，使其成為真正意義上的綠色能源，其充放電高比容量的特性節約社會資源，其突出電化學性能和優良的價格性能比，在最大程度上滿足了用戶需求，是一項無污染、高性能綠色能源產品，具有很強的可持續發展潛力，緊扣社會發展主題，其對環境的友好特性必然為合諧社會的建立和發展提供良好的助益，為鋰電行業的進一步發展提供強大動力。六是廣泛應用于通訊、攝像機、筆記本計算機、電動工具、電動自行車、電動汽車等領域，取得良好的經濟效益和社會效益，其前景廣泛、潛力巨大。

四、具體實施方式：

本發明是用丁苯乳膠SBR取代傳統的PVDF粘結劑，實現水性粘結劑在正極中的應用，其材料的具體配比如下：導電劑2％～13％，導電劑是由導電碳7％、導電石墨3％和其它90％負極活性材料制成的；分散劑甲基纖維素鈉：0.5％～2％；粘結劑丁苯乳膠：3％～5％；其余為活性物質磷酸鐵鋰為83.5％～91％；乙醇：占所有粉重的55％。

本發明的生產工藝為：和漿、涂布、制片、卷繞、注液、化成、陳化和檢測。電池的制作方法采用目前普遍的電池生產工藝，區別在于和漿過程。

和漿工藝：第一步配制分散劑甲基纖維素鈉CMC母液，在乙醇水溶液中加2～3％的分散劑甲基纖維素鈉CMC粉攪拌3～4h，擱置24h后使用。第二步打導電漿：按配方稱取所需分散劑甲基纖維素鈉CMC母液，加入導電碳Super7％以及導電石墨Ks-63％、乙醇水溶液攪拌3h。第三步加入正極活性材料磷酸鐵鋰攪拌3h后調粘度。第四步加丁苯乳膠SBR抽真空攪拌1h。