[发明专利]磷酸铁锂动力聚合物锂离子电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池的制造方法，特别是一种以磷酸铁锂作为正极主要组分的动力电池的制造方法。

背景技术

磷酸铁锂以其安全性可靠、循环寿命长、充放电平台稳定等优点，成为极具应用前景的动力锂离子电池正极材料之一。

目前已商业化的磷酸铁锂电池主要为液锂体系。然而，在正极片的制备过程中，涂布非常困难，烘干后的正极材料易与集流体脱离，同事存在正极片容易出现严重的掉粉现象的问题，较大程度地影响了电池的容量发挥和循环性能，因此，液锂体系的磷酸铁锂电池，加工困难，生产效率较低。

发明内容

本发明提供了一种正极由能提供锂离子并可进行锂嵌入/脱嵌的磷酸铁锂活性物质构成的电池的制备方法，解决了现有技术所存在的电池的安全性能、循环性能、存储性能和高温电化学性能不足的问题。

同时，为解决液锂体系中的掉粉和涂敷困难问题，本发明提供了聚合物体系的叠片式制造工艺。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案解决的：

磷酸铁锂动力聚合物锂离子电池的制造方法，它包括以下步骤：

(1)制作电极料浆：将磷酸铁锂与导电剂、共聚物、增塑剂混合后溶解在有机溶剂中，搅拌均匀制得正极浆料；将嵌锂式碳材料与共聚物、增塑剂、导电剂充分混合后，溶解在有机溶剂中并搅拌均匀制成负极浆料；

(2)集流体处理：将集流体上均匀地涂敷集流体预处理浆料后在50～90℃温度下烘干；

(3)正极片的制备：将制好的正极浆料注入制膜机中，制得膜重均匀的磷酸铁锂正极膜片，将一片正极膜和集流体在90～160℃下热压成正极片；

(4)负极片的制备：将负极浆料注入制膜机中，制得膜重均匀的负极膜片，将集流体两面，层叠两张负极膜片，热压制成负极片；

(5)隔膜的制备：将共聚物、无机填充物、增塑剂与有机溶剂混合，制成浆料，然后注入制膜机中，制成隔膜；

(6)电池单片的制作：以正极片/隔膜/负极片/隔膜/正极片的顺序层叠在一起，热压制成电池单片。

作为优选，(1)步骤中制作正极浆料时磷酸铁锂、导电剂、共聚物、增塑剂的重量份分别是：60～90、5～25、5～20、5～15，所述的导电剂是乙炔黑、丙酮黑、Supper S、Supper P、石墨粉的一种或多种，所述的共聚物是聚偏氟乙烯、偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯酯、丙烯腈和丙烯酸的共聚物的一种或多种，所述的增塑剂是邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯的一种或多种，所述的有机溶剂是丙酮、丁酮、环己酮、四氢呋喃和环己烷、异丁醇、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯的一种或多种。

作为优选，步骤(1)中制作负极正极浆料时嵌锂式碳材料、共聚物、导电剂、增塑剂的重量份分别是：60～80、5～15、5～20、10～25，所述的嵌锂式碳材料是中间相碳微球、天然石墨、人造石墨、石墨化碳纤维的一种或多种。

作为优选，步骤(2)中的共聚物、导电剂的重量份分别是：20～40、60～80，所述的共聚物是聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯酯、乙烯丙烯酸共聚物的一种或多种。

作为优选，步骤(5)中共聚物、增塑剂、无机填充物的重量份分别是：40～75、25～40、10～30，所述的无机填充物是二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆、钛酸铅、三氧化二铁、二氧化钛、硅酸钙的一种或多种。

作为优选，步骤(4)中的热压温度范围是90～160℃。

作为优选，步骤(6)中的热压温度范围是90～160℃。

本发明的电池制作方法，经上述步骤处理后还应包含下述去除增塑剂、焊集流体、注入电解液、电池包装、电池的化成，这为普通技术人员所熟悉。通常除增塑剂是将电池单片用无水甲醇进行多次萃取，然后烘干；焊集流体是用焊接机将正、负极的铝、铜集流体与镍极耳焊在一起；注入电解液是将焊接好的电池烘干后，注入适量的电解液；电池包装是用铝塑复合膜包装电池；电池的化成是将包装好的电池以合适的化成制度进行充放电后将以上得到的单体电池按照使用要求进行串并联，组装成满足使用的电池组。

由于本发明中采用磷酸铁锂作为正极材料，采用叠片式的制作工艺，使电池的安全性能、循环性能等得到显著提高，十分符合动力电源的性能要求。

具体实施方式

下面通过具体实例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

1、正极制备