[發(fā)明專利]提高磷酸鐵鋰正極材料壓實密度的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410152365.6
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN103972475A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 關(guān)成善;宗繼月;王淑芹;陳凡偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東精工電子科技有限公司
• 主分類號: H01M4/1397
• 分類號: H01M4/1397
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計一種鋰離子電池制造領(lǐng)域，是一種利用磁力作用使磷酸鐵鋰顆粒排列緊湊進(jìn)而提高磷酸鐵鋰正極材料壓實密度的裝置。

背景技術(shù)

自從1997年美國德克薩斯大學(xué)的A. K. Padhi等人發(fā)現(xiàn)了橄欖石狀磷酸鐵鋰后，磷酸鐵鋰因其良好的熱穩(wěn)定性、環(huán)境友好性、無毒、制備原料成本低而獲得人們的廣泛關(guān)注。磷酸鐵鋰材料主要應(yīng)用于磷酸鐵鋰動力和儲能電池，這種電池已經(jīng)成為新能源電池產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。

磷酸鐵鋰的真密度（理論密度）為3.6 g/cm³, 而目前一般工藝可是磷酸鐵鋰的壓實密度達(dá)到2.1-2.4 g/cm³。壓實密度是電池制造中很重要的參數(shù)。壓實密度直接關(guān)系到磷酸鐵鋰電池的性能，特別是其放電容量和能量。提高壓實密度在于單位體積內(nèi)可以容納更多的磷酸鐵鋰活性物質(zhì)，因而有助于電池放出更多的電量。

從其形貌圖中來看，磷酸鐵鋰產(chǎn)物顆粒的擺放是任意位置的，如圖1，導(dǎo)致空間不能充分利用，所以壓實密度不容易達(dá)到最大。

按照常規(guī)的磷酸鐵鋰正極片的制造工藝，磷酸鐵鋰漿料經(jīng)過涂布刀，漿料攤到鋁箔上之后直接進(jìn)入烘箱烘干。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出提高磷酸鐵鋰正極材料壓實密度的裝置,操作方便、成本低廉、易于控制的裝置，可以提高磷酸鐵鋰正極材料的壓實密度。

為實現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案為：提高磷酸鐵鋰正極材料壓實密度的裝置，包括涂抹磷酸鐵鋰漿料的鋁箔、涂布刀和烘箱，其特征是，還包括隔音箱，隔音箱設(shè)在在涂布刀和烘箱之間，所述鋁箔穿過隔音箱內(nèi)部；

所述隔音箱內(nèi)包括至少一組成對的磁鐵、空氣超聲機，成對磁鐵的南北極分別位于鋁箔的上方和下方，所述空氣超聲機設(shè)置在鋁箔上方磁鐵前方。

根據(jù)所述的提高磷酸鐵鋰正極材料壓實密度的裝置，其特征是，所述鋁箔的移動速率為0.02 m/s ~ 0.1 m/s，所述空氣超聲機的超聲波的頻率在40 kHz ~ 60 kHz之間，功率在100 W ~ 140 W之間。

根據(jù)所述的提高磷酸鐵鋰正極材料壓實密度的裝置，其特征是，所述磁鐵的磁場區(qū)域長0.7 m、寬0.26 m磁場強度在10⁴ T ~ 10⁸ T之間，磁力線方向豎直向下。

根據(jù)所述的提高磷酸鐵鋰正極材料壓實密度的裝置，其特征是，所述磁鐵的磁場區(qū)域為四對磁鐵形成的長0.1 m、寬0.26 m的四個小磁場區(qū)域，磁場強度為10⁶ T，磁力線方向豎直向下。

根據(jù)所述的提高磷酸鐵鋰正極材料壓實密度的裝置，其特征是，所述磁鐵的磁場區(qū)域為四對磁鐵形成的長0.1 m、寬0.26 m的四個小磁場區(qū)域，磁場強度為從10³ T ~ 10⁹ T遞增，磁力線方向豎直向下。

根據(jù)所述的提高磷酸鐵鋰正極材料壓實密度的裝置，其特征是，所述磁鐵的磁場區(qū)域為四對磁鐵形成的長0.1 m、寬0.26 m的四個小磁場區(qū)域，磁場強度為10⁶ T，每相鄰的兩塊磁場區(qū)域磁力線方向依次反向。

根據(jù)所述的提高磷酸鐵鋰正極材料壓實密度的裝置，其特征是，所述磁鐵的磁場區(qū)域為四對磁鐵形成的長0.1 m、寬0.26 m的四個小磁場區(qū)域，磁場強度為10⁶ T，磁力線方向豎直向下，每對磁鐵的N極與S極之間的距離依次減小。

本專利的優(yōu)點在于，利用磷酸鐵鋰中的二價鐵存在一定的磁性，容易受到磁場的作用，在外加磁場的作用下，改變磷酸鐵鋰顆粒的排列方式，磷酸鐵鋰顆粒容易在磁力的作用下以相同方向排列，尤其是片狀顆粒。這樣可以使得顆粒排列的更加緊湊，如圖2，在電極制造的過程中可以提高磷酸鐵鋰的壓實密度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1磷酸鐵鋰正極材料經(jīng)掃描電子顯微鏡（SEM）觀察的形貌圖。

圖2 為磁場對片狀磷酸鐵鋰作用變化的示意圖。

圖3表示的是本發(fā)明裝置安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4表示的是本裝置磁鐵極性布置圖一。

圖5表示的是本裝置磁鐵極性布置圖二。

圖6表示的是本裝置磁鐵極性布置圖三。

圖7表示的是本裝置磁鐵極性布置圖四。

圖中，1 - 鋁箔，2 - 涂布刀，3 -隔音箱，4 - 漿料，5 - 烘箱，6 - 超聲波，7 - 磁場N極，8 - 磁場S極，9-空氣超聲機。

具體實施方式