[發明專利]一種大容量汽車用磷酸鐵鋰鋰離子電池的制備方法

有效

• 申請號: 201210568730.2
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103022564A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 賴興強;帥鴻元
• 申請（專利權）人: 上海索鋰科技有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M2/02;H01M4/62
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于鋰離子電池的制備領域，特別涉及一種大容量汽車用磷酸鐵鋰鋰離子電池的制備方法。

背景技術

在石油資源日漸短缺、環境污染日益嚴重的今天，能源、資源、環境與人類社會的和諧發展日益成為社會關注的焦點，尋求開發傳統石化能源的替代能源、實現無害資源產業發展、謀求人與環境的和諧顯得尤為迫切。在現代社會，人們對大容量、高功率電池的需求愈來愈強烈，特別是對用于電動工具、電動自行車、摩托車、汽車動力源以及備用電源電池的要求不斷提高。目前使用的動力電池主要為鉛酸動力電池、鎳氫電池、鎳鎘電池。鉛酸電池中的鉛，鎳鎘電池中的鎘從開采、冶煉到生產的排污，都會對環境造成污染。另外在其廢棄后若處理不當，仍將對環境造成二次污染。所以對環境無污染的鋰離子正極材料動力電池顯得尤為重要。

目前市場上的鋰離子聚合物電池以常規型低容量為主，正極材料主要使用鈷酸鋰材料。但是鈷酸鋰材料的高溫安全性和耐過充性能較差，所以不能用作大容量高功率聚合物組離子動力電池的正極材料。另外，制備大容量高功率動力型聚合物鋰離子電池，若使用常規卷繞式結構，其電池極片必然很長，給制片帶來很大的困難，并且極片容易受損，不但會影響電池容量性能，而且會導致電池的安全性降低，另外電池內阻較高，電池大電流放電性能較差。因此，到目前為止，制備大容量高功率聚合物鋰離子動力電池進展緩慢。

磷酸鐵鋰具有比能量高、循環壽命長、結構穩定、安全性能好、成本低廉、無任何有毒有害物質、不會對環境構成任何污染等特點，是制備大容量高功率動力電池最有發展潛力的正極材料，但是磷酸鐵鋰加工困難，容易在制備漿料過程中吸水，造成涂布困難。隨著社會的發展和科學技術的進步，鋰離子聚合物電池也在不斷地更新換代，人們迫切希望一種大容量高功率聚合物磷酸鐵鋰動力電池。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種大容量汽車用磷酸鐵鋰鋰離子電池的制備方法，該方法工藝簡單，成本低，得到的鋰離子電池相對于小電池并聯組成大容量電池而言，單體大電池具有控制點少、系統易管理等優點，具有溫度分布均勻、電池內阻小、內部無應力、倍率放電好及電池安全性好等優點，具有良好的應用前景。

本發明的一種大容量汽車用磷酸鐵鋰鋰離子電池的制備方法，包括：

（1）按重量百分比，將86%-92%的磷酸鐵鋰、2%-4%的導電劑、5%的PVDF和余量的溶劑置于攪拌器中，抽真空充分攪拌制成漿料，把漿料均勻涂覆在鋁箔上，得到電池正極極片；

（2）將上述的正極極片經干燥、輥壓、分切、模切、和負極極片疊片后制成電芯；

（3）將上述電芯干燥后裝入塑膠殼，封裝，檢漏；其中，塑膠殼的頂端設有注液孔，注液孔上安裝有安全閥；

（4）將上述封裝干燥好的電池抽真空注液、擱置；

（5）將上述電池預充、老化、化成，得到成品電池。

所述步驟（1）中的導電劑為導電石墨KS-6、導電石墨KS-15或導電碳黑SP。

所述步驟（1）中的溶劑為氮甲基吡咯烷酮NMP。

所述步驟（1）中的PVDF的分子量為100萬。PVDF--聚偏氟乙烯，正極材料粘結劑。

所述步驟（1）中的鋁箔的厚度為15~25μm。

所述步驟（2）中疊片時正極極片為50-80張，負極極片為51-81張。

所述步驟（3）中的安全閥為彈簧微啟式安全閥。

所述步驟（5）中的老化溫度為45℃，老化時間為48-72小時。

所述步驟（1）中的漿料的制備工藝具體為：

①首先將磷酸鐵鋰、導電劑和PVDF在真空烘箱中烘烤；

②把PVDF加入到溶劑中，在攪拌器中以自轉2300-2500轉/min、公轉19-21轉/min的速度抽真空攪拌，得到粘結液體系；

③把導電劑加入到上述粘結液體系中，以自轉1600-1800轉/min、公轉16-18轉/min的速度抽真空攪拌；

④把磷酸鐵鋰分三次加入攪拌器中，以自轉1900-2100轉/min、公轉17-19轉/min的速度抽真空攪拌；

⑤以自轉500-700轉/min、公轉7-9轉/min的速度抽真空攪拌；

⑥用120目的篩子二次過濾，得到漿料。

所述步驟⑤中真空度≦-0.095Mpa。

相對于以前的正極漿料流動性差、易沉聚、粘度不穩定、一致性差的特點，該制備方法做了以下幾個改善：