[发明专利]一种汽车启动电源高倍率锂电池极片及其制作工艺和应用

说明书

本发明公开了一种汽车启动电源高倍率锂电池极片，其工艺包括以下步骤：取2％PVDF分散后，先后加入1％的KS‑6，1％的VGCF，1.5％的碳纳米管，分若干次加入94.5％的磷酸铁锂活性物质，每次加入各物质后进行分散操作；分散结束后抽真空至‑0.09mpa；再将浆料过200目筛网；成型制作：将滤后浆料涂布在铝箔材料表面；再把涂布号的极片放105℃的真空烘箱，真空达到≤‑90KPA，循环烘烤8小时，每1.5小时换气一次,等温度降低到50℃时进行辊压。

技术领域

本发明涉及一种汽车启动电源高倍率锂电池极片及其制作工艺和应用。

背景技术

随着汽车普及，启动电源的需求呈爆发式增长。一般汽车启动电源为铅酸电池，因体积大不环保而逐渐被锂电池替代。聚合物锂电池具有体积小、重量轻、寿命长、低温性能好等特性，是铅酸电池最佳替代者。汽车启动电源的容量大、能瞬间或持续提供20C倍率的电流。

原来使用普通磷酸铁锂存在难分散和导电率差的问题，选用碳黑包覆的磷酸铁锂工艺和新的导电剂配方，改善正极浆料的分散性和导电性。

而目前常规使用的配方：磷酸铁锂为92％，碳纳米管为1％，导电炭黑KS-6为2％，SP为1.5％，PVDF为3.5％。由于使用SP比例较高，导致浆料中PVDF含量增加，导致浆料在分散时，时间达到5小时，造成配料效率降低，而且SP和PVDF受到材料本身的制约，使用量偏高，使正极的活性物质量降低，间接降低了产品的能量密度，导电性能欠佳，电池只能进行10C的放电，不能满足汽车启动需要的20C的放电能力。

具体的来说，由于使用了SP导电剂，SP炭黑颗粒的高比表面积，类似葡萄球形状，堆积紧密，于颗粒之间紧密接触在一起，组成了电极中的导电网络，利用电解质的吸附而提高离子电导率。另外，炭一次颗粒团聚形成支链结构，导致导电剂比表面积较大，比表面积的增加带来的工艺问题是分散困难，电池的浆料在搅拌过程中容易团聚，不能充分发挥导电剂的作用，一般仅能满足10C的放电；特别是遇到水分比较高的时候，浆料会出现吸水现象，整个浆料会出现“果冻”状，导致浆料很难涂布，而且浆料在涂布时，涂布机的刀口浆料与空气长时间接触会出现凝固，涂布的刀口边缘上就会出现小颗粒，造成电极料表面出现颗粒，使涂布量极其不稳定。涂布量的不稳定又直接影响电池的循环性能下降。电池的容量偏差大，电池极片在放电过程中容易出现析锂，导致电池的安全性能下降。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车启动电源高倍率锂电池极片及其制作工艺和应用，旨在解决现有倍率锂电池活性物质量、产品的能量密度降低，导电性能欠佳，不能满足汽车启动需要的20C的放电能力以及浆料分散时间长，配料效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车启动电源高倍率锂电池极片，包括以下质量百分比的各物质：磷酸铁锂为94.5％，碳纳米管为1.5％，VGCF为1％，KS-6为1％，PVDF为2％。

一种汽车启动电源高倍率锂电池极片的制作工艺，包括以下步骤：

配料：取2％PVDF分散后，先后加入1％的KS-6，1％的VGCF，1.5％的碳纳米管，分若干次加入94.5％的磷酸铁锂活性物质，每次加入各物质后进行分散操作；分散结束后抽真空至-0.09mpa；再将浆料过200目筛网；

成型制作：将滤后浆料涂布在铝箔材料表面；再把涂布号的极片放105℃的真空烘箱，真空达到≤-90KPA，循环烘烤8小时，每1.5小时换气一次,等温度降低到50℃时进行辊压。

优选的，在配料过程中，采取以下工序参数进行：

3.1：设备分散20HZ，搅拌30HZ，运行5min；

3.2：加2％PVDF溶液，分散30HZ，搅拌40HZ，抽真空至-0.08mpa，运行30min；