[发明专利]一种磷酸铁锂型锂离子电池正极片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学电源即电池制造领域，具体涉及一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片的制造方法，适用于制造各种型号的一次、二次锂离子电池。

背景技术

目前锂离子电池工业生产的各种型号的锂离子电池正极极片，采用的正极极片的结构全部是这样的：较大颗粒粒径(微米级)的正极活性物质单层单面或者单层双面涂敷于正极集流体上；正极极片生产所用的正极活性物质大多也是钴酸锂或者三元材料或者磷酸铁锂，所用的导电剂为石墨、溶剂剂为NMP(N-甲基吡咯烷酮)以及其他添加剂混合制作成浆料，浆料经上浆工艺涂敷到铝箔集流体上，再经干燥、压片、分切、点焊上极耳制得锂离子电池正极片。由于使用的正极活性物质涂层为单一粒径范围的、颗粒较粗的活性物质单层涂敷层，正极活性物质与集流体之间粘接程度不均一，粘接不牢固，从而引起电池在使用过程中正极活性物质脱落或者电极电化学反应过程一致，从而使得电池的容量迅速降低，循环寿命急剧缩短，甚至由于严重脱粉使得电池短路而报废。此外，由于现有锂离子电池生产所用的正极活性物质都是粒径为微米级的钴酸锂或者三元材料或者磷酸铁锂，其浆料只能采用现有锂离子电池正极制造所用的、所谓单层“涂布”工艺，由于颗粒粒径较粗大，除了与正极集流体附着不牢固缺陷外，电极活性物质涂层的孔隙率也较大、且不均一，不利于电解液的润湿、吸附，电极容量及电池容量受到限制，同时，以粒径为微米级的钴酸锂或者三元材料或者磷酸铁锂正极活性物质生产的锂离子电池存在比容量低、大电流放电效果差和循环寿命短等缺点，很难满足大功率电动工具、电动汽车动力等对动力型锂离子电池大电流、快速充放电的要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述主要问题，本发明的目的是在于提供了一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片，电极片组装成高容量、大电流锂离子电池，在10～30C较高倍率充放电条件下，充放电循环寿命均超过700次，最高达到856次充放电循环。

本发明的目的是在于提供了一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片的制造方法。用所述的正极极片制造的磷酸铁锂型锂离子电池容量高、高倍率，即大电流快速充放电的效果好，能够比较有效地提高锂离子电池的放电容量、提高了锂离子电池的大电流放电效果，并有效地延长锂离子电池的使用寿命。

本发明通过下述技术方案予以实现：

一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片，由双层单面涂敷的或者双层双面涂敷的正极活性物质涂层、集流体和极耳等三个部分构成。其特征在于：正极活性物质涂层由纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(1a)、纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(1b)组成，纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料(a)涂覆在集流体上，纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料(b)涂覆在纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(1a)上，极耳(单极耳或多极耳，根据极片的大小或者容量的大小选择1～5个极耳)点焊于集流体的预留空白处。

一种磷酸铁锂型锂离子电池正极极片的制造方法，其步骤是：

A、将粒径为1～20nm和20～200nm的磷酸铁锂正极活性物质，分别与纳米炭黑(Super-C)导电剂、聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂和N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，按照质量比例为80～100∶3～8∶3～8∶80～150的比例混合，真空或者氮气保护的条件下球磨0.5～6小时，混合均匀，分别制成纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料(a)、纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料(b)；

B、将步骤(A)粒径为1～20nm的磷酸铁锂制备的正极活性物质浆料(a)，经间歇涂布工序，单面或者双面涂覆于厚度为正极集流体上，在60～95℃条件下干燥5～15分钟，使正极活性物质粘接于正极集流体之上形成纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(1a)；

C、经对滚机压制成厚度为0.065～0.25mm的带纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(1a)的正极极片；

D、将步骤(A)粒径为20～200nm的磷酸铁锂制备的纳米磷酸铁锂正极活性物质浆料(b)，经间歇涂布工序，单面或者双面涂覆于步骤(C)所制得的附着有纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(1a)的正极极片上，在60～95℃条件下干燥5～15分钟，使正极活性物质粘接于初级极片之上形成纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层(1b)；

E、经对滚机压制成厚度为0.055～0.55mm的初级正极极片；

F、将初级极片裁剪成为300～1200×25.0～200mm的大小；

G、在步骤(E)裁剪好的极片的预留空白处，用激光焊接或者超声波焊接长度为25.0～350.0mm的极耳(3)1～5个；