[发明专利]正极膜片和锂离子动力电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池材料领域，特别涉及一种正极膜片和锂离子动力电池及其制备方法。

背景技术

锂离子二次电池具有能量密度高、工作电压高、工作温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无污染和重量轻等优点，因此被业界广泛应用。如便携式移动产品、电动车动力电池和储能电站等。

锂离子二次电池通常包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜，以及电解液。其中，正极片包括正极集流体和附着在正极集流体上的正极膜片，负极片包括负极集流体和附着在负极集流体上的负极膜片；隔离膜间隔于正极片和负极片之间，起到电子阻隔作用，并防止正极片和负极片短路。电解液由正极片、负极片和隔离膜吸收，形成锂离子通路。锂离子二次电池在正常工作时，由正极集流体引出的正极端和负极集流体引出的负极端与外电路形成电子通路，电解液和正负极活性物质中锂离子形成离子通路。电子通路和离子通路共同形成回路，以达到正常工作的目的。锂离子电池的电解液及正负极活性物质处于密闭的外壳包围之中，以防止外界的水汽进入产生不必要的副反应。

随着动力锂离子二次电池的需求量逐渐增大，对其各方面的性能要求也越来越高。尤其是对于安全性能的要求越来越高，如何降低动力电芯放电温升及如何改善电芯的安全性已成为锂离子二次电池的研究重点。动力电池放电自身过度放热也是动力电池热失控的一个热源来源。在电动车运行过程中，动力电池易产生前述的热源聚集。过度的热源聚集易发生热失控，热失控最严重的后果就是发生动力电池燃烧。控制电芯放电温升及改善电芯的安全性对于电动车动力电池的安全使用具有实际的影响意义。

发明内容

本发明提供一种电池的正极膜片，该正极膜片能解决一般采用磷酸铁锂为正极活性物质制备的电池容量低及高功率密度放电发热的问题，同时解决了动力电池安全性差的问题。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种电池的正极膜片，包括正极活性物质、导电炭黑、粘结剂和溶剂，所述正极活性物质为磷酸铁锂和锂镍钴锰三元材料的混合物，所述混合物中磷酸铁锂和锂镍钴锰三元材料的重量比为：94.2-94.8∶5.2-5.8。

优选地，所述混合物中磷酸铁锂和锂镍钴锰三元材料的重量比为：94.7∶5.3。

优选地，所述锂镍钴锰三元材料中镍、钴、锰三种元素之间的摩尔比例为5∶2∶3或1∶1∶1。

优选地，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯。

优选地，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

本发明的另一目的是提供一种锂离子动力电池，该电池采用上述正极膜片制备正极片，解决了一般磷酸铁锂电池容量低的问题及锂离子动力电池在高倍率放电时的发热问题，同时解决了动力电池安全性差的问题。

具体的技术方案如下：

一种锂离子动力电池，包括设置于壳体内的正极片、负极片、隔离膜、电解液及壳体，正极片包括正极集流体和附着在正极集流体上的由上述材料制成的正极膜片。

本发明的另一目的是提供上述锂离子动力电池的制备方法。

具体的技术方案如下：

一种上述动力电池的制备方法，包括如下步骤：

(1)正极片的制作：将正极活性物质、导电炭黑、粘结剂和溶剂搅拌混合均匀，得到待涂敷的正极浆料，将正极浆料均匀涂敷在正极集流体上形成正极膜片，然后在85-135℃烘干，即得正极片。

(2)负极片的制作：将负极活性物质、导电炭黑、粘结剂和溶剂搅拌混合均匀，得到待涂敷的负极浆料，将负极浆料均匀涂敷在负极集流体上形成负极膜片，然后在85-135℃烘干，即得负极片。

(3)将正极片、负极片通过方形叠片、方形卷绕的方式并使用隔离膜将二者隔离开制成电池芯，装入到壳体中，往壳体中注入与其相应容量的电解液，密封后即得所述锂离子动力电池。

优选地，所述正极活性物质、导电炭黑、粘结剂和溶剂的重量比为92∶3∶5∶150，所述负极活性物质、导电炭黑、粘结剂和溶剂的重量比为93∶2∶5∶177。

本发明的优点是：