[發(fā)明專利]100AH磷酸鐵鋰方形電池及其制作工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110208681.7
• 申請(qǐng)日: 2011-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102290568A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王波;逄高峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島海霸能源集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/1397
• 分類號(hào): H01M4/1397;H01M4/1393;H01M10/0525
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磷酸鐵鋰電池及其制作工藝。

背景技術(shù)

????能源危機(jī)、資源短缺、環(huán)境污染是人類生存面臨的三大嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，尋找干凈、可再生、資源節(jié)約型的二次資源是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展要解決的重要任務(wù)。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)高能量密度的電池需求愈來(lái)愈強(qiáng)烈，鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率小、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，成為二次電池發(fā)展的趨勢(shì)。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于無(wú)線通訊、數(shù)碼相機(jī)等便攜電器，并逐步在航空、國(guó)防、潛艇等特殊領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

LiCoO₂是制作鋰電池最早使用的正極材料，因其易于合成、電壓平臺(tái)高、比能量適中等優(yōu)點(diǎn)，已在小型電池中得到應(yīng)用。然而LiCoO₂資源緊缺、價(jià)格昂貴以及過(guò)充電不安全性決定了它不可能在大容量電池中得到廣泛應(yīng)用。LiMn₂O_4?是另一種制作鋰電池的正極材料，因其容量低，高溫循環(huán)性能差，也限制了它的廣泛應(yīng)用。LiFePO₄是再一種制作鋰電池的正極材料，不僅比容量高，特別是其熱穩(wěn)定好、安全性能優(yōu)越、循環(huán)性能好的突出特點(diǎn)，被認(rèn)為是鋰電池正極理想的制作材料。

雖然磷酸鐵鋰動(dòng)力電池具有其他材料無(wú)可比擬的一系列優(yōu)點(diǎn)，但是它也存在一些不足之處，主要表現(xiàn)在：1、純的LiFePO₄的電導(dǎo)性和離子擴(kuò)散性能差。2、LiFePO₄的松裝密度和振實(shí)密度比較低，不易加工。

因此，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的產(chǎn)品性能及制作工藝需要進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種100AH磷酸鐵鋰方形電池的制作工藝，該工藝步驟簡(jiǎn)單，制成的鋰電池電導(dǎo)性和離子擴(kuò)散性能好。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)解決方案是：

100AH磷酸鐵鋰方形電池的制作工藝，包括以下步驟：（1）配料、（2）涂布、（3）?烘烤、（4）輥壓、（5）電池極片制作、（6）疊片操作、（7）電池裝配、（8）熱封、（9）注液、（10）化成、（11）分容；

對(duì)以下步驟進(jìn)行改進(jìn)：

（1）配料：

配制以水為介質(zhì)的正極漿料，所需材料有：水系膠3%～5%，磷酸鐵鋰88%～94%，超導(dǎo)炭黑0.5%～4%，導(dǎo)電石墨1.5%～5%，鋰鹽0.5%～1%，將水系膠加入到水中進(jìn)行攪拌稀釋，加入超導(dǎo)炭黑和導(dǎo)電石墨攪拌，最后加入磷酸鐵鋰和鋰鹽攪拌成漿料；

配制以水為介質(zhì)的負(fù)極漿料，所需材料有：石墨91%～96%，羧甲基纖維素鈉1%～3%，超導(dǎo)炭黑0.1%～2%，丁苯橡膠2%～4%；將羧甲基纖維素鈉加入水中攪拌，靜置沉淀后，加入超導(dǎo)炭黑和石墨攪拌，最后加入丁苯橡膠攪拌成漿料；

（2）涂布：

將過(guò)篩后的正極和負(fù)極漿料分別均勻地涂覆在對(duì)應(yīng)的正極集流體和負(fù)極集流體上，并留出未涂覆區(qū)域，作為極耳區(qū)，然后放入涂布機(jī)烘箱烘烤，此過(guò)程使用四段溫度烘烤，正極片第一段烘烤溫度在55℃～65℃之間，第二段烘烤溫度在75℃～100℃之間、第三段烘烤溫度在75℃～100℃之間，第四段烘烤溫度在60℃～80℃之間；負(fù)極片第一段烘烤溫度在50℃～65℃之間，第二段烘烤溫度在60℃～90℃之間、第三段烘烤溫度在65℃～90℃，第四段烘烤溫度在60℃～80℃之間；涂布的線速度正極集流體為每分鐘4.5米，負(fù)極集流體為每分鐘5米，涂布完成后，對(duì)各極片進(jìn)行切片；

（3）烘烤：

將切片進(jìn)行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時(shí)，真空度不低于-0.08MPa，烘烤溫度為100℃，每隔2～4小時(shí)換氣一次，換氣后保持30分鐘，然后再次抽真空，烘烤時(shí)間結(jié)束，溫度降至45℃以下，將切片拿出烤箱，然后轉(zhuǎn)到下一工序；

（4）輥壓：

輥壓工序，將正極片輥壓至厚度在125μm～145μm，壓實(shí)密度在1.9g/cm³～2.3g/cm³；將負(fù)極片輥壓至厚度在85μm～100μm，壓實(shí)密度在1.3g/cm³～1.6g/cm³；

（5）電池極片制作：

正極片裁切為帶有一個(gè)極耳的矩形片，負(fù)極裁切為帶有一個(gè)極耳的矩形片；

正極片尺寸為130mm*210mm；

負(fù)極片尺寸為140mm*220mm。

進(jìn)一步，所述（1）配料：