[实用新型]一种高容量磷酸铁锂型锂离子电池正极极片

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学电源即电池制造领域，具体涉及一种高容量锂离子电池磷酸铁锂型正极极片，适用于制造各种型号的高容量锂离子电池。

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。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述主要问题，本实用新型提供了一种高容量磷酸铁锂型锂离子电池正极极片。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。

本实用新型通过下述技术方案予以实现：

一种高容量磷酸铁锂型锂离子电池正极极片，正极活性物质涂层（较细的纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层、较粗的纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层）、集流体以及极耳构成，在集流体的一端及设计的位置预留有便于点焊极耳的预留空白。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、纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层组成，纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层涂覆在集流体上，纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层涂覆在纳米磷酸铁锂正极活性物质涂层上，极耳点焊于集流体的预留空白处。 

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）通过点焊工艺点焊于集流体的预留空白处。

所述的集流体由厚度0.01～0.15mm的铝箔或镍箔制作或镀镍不锈钢箔而成。

所述的正极活性物质浆料由如下步骤制备：将粒径为1～20nm的磷酸铁锂活性物质和粒径为20～200nm的磷酸铁锂活性物质分别与粒径小于30nm的炭黑（简称：Super-C）导电剂、聚偏氟乙烯（PVDF）粘结剂以及N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶剂按质量比为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，制成分别制成正极活性物质浆料。

将上述用粒径为1～20nm的磷酸铁锂制得的正极活性物质浆料，采用涂布工序单面或者双面涂敷于厚度0.01～0.15mm的集流体表面，经过60～95℃温度条件下烘干、对滚压制厚度为0.065～0.25mm，即在集流体上形成第一层正极活性物质涂层，制成初级正极极片。

将上述用粒径为20～200nm的磷酸铁锂制得的正极活性物质浆料，采用涂布工序单面或者双面涂敷于制成初级正极极片表面，经过60～95℃温度条件下烘干、对滚压制厚度为0.085～0.55mm，即在集流体上形成第二层正极活性物质涂层。

最后，经切片、切分尺寸为300～1200×25.0～200mm的极片、点焊长度为25.0～350mm的极耳1～5于极片的集流体上的预留空白部分，即得高容量锂离子电池磷酸铁锂型正极极片。所述的极耳由厚度为0.05～0.5mm的金属镍带或者镀镍钢带制作而成。

采用本实用新型的技术方案，可以取得如下明显的有益效果：