[发明专利]一种基于磷酸盐正极材料的电池极片的干粉涂布方法

说明书

本发明公开了一种基于磷酸盐正极材料的电池极片的干粉涂布方法，包括如下步骤：将磷酸盐正极材料、导电剂和热塑性高分子树脂按比例混合置于搅拌罐中，搅拌一定时间得到浆料；搅拌过程中加热搅拌罐与搅拌桨至一定温度；再将所得浆料与铝箔集流体以一定速度共同通过刮刀式涂布机，完成对第一面铝箔集流体表面的涂覆，得到单面极片，冷却一定时间；再完成对第二面铝箔集流体表面的涂覆，得到双面极片；将冷却后得到的双面极片通过具有一定压强的对辊机进行辊压，继续提高极片的致密度。本发明在制浆过程中无溶剂加入，降低了生产电池的加工成本，解决了浆料分散困难的问题，同时避免了NMP对人体和环境造成的伤害。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别是涉及一种基于磷酸盐正极材料的电池极片的干粉涂布方法。

背景技术

当今社会，石油能源日渐枯竭，石油燃烧造成的温室效应日渐严重，寻找一种可代替石油的新型能源迫在眉睫。锂离子电池凭借着放电平台高，体积比能量大等优势，被认为是代替石油能源最有前景的新型能源。现阶段，锂离子电池已经广泛应用于移动电话，数码相机等便携式移动设备中。同时近年较为火热的新能源汽车，也正在使用锂离子电池作为最主要的动力装置。对于锂离子电池而言，正极决定了电池主要的电化学性能，同时它也占据了锂离子电池生产成本的主要部分。

锂离子电池正极材料种类繁多，且应用广泛。磷酸根聚阴离子盐作为锂电池的正极材料具有稳定性好、安全性高、比能量高等优点。磷酸盐锂离子电池比金属氧化物电池具有更好的电化学性和安全性，(PO₄)^3-代替了O^2-，这有助于增加结构的稳定性和加快锂离子的迁移。当前对于磷酸盐正极材料的研究主要集中在磷酸钒锂，磷酸铁锂及磷酸锰锂中。磷酸钒锂（Li₃V₂ (PO₄)₃）具有NASCION结构，这种结构具有较高的安全性，过充过热状态下极难分解。在锂离子的迁移过程中，Li₃V₂(PO₄)₃中3个Li⁺均能可逆地嵌入、脱嵌，Li₃V₂(PO₄)₃存在着独特的3对充放电平台，典型地反映了材料在Li₃V₂(PO₄)₃和LiV₂(PO₄)₃之间的相变过程。磷酸锰锂（LiMnPO₄）为橄榄石型结构，具有环保、低成本、优异的安全性能等优点；同时其能量密度及电压平台要高于其他磷酸盐正极材料。但LiMnPO₄电化学活性低，主要原因是晶格内部阻力较大，电子/离子传导速率较慢，在Li⁺脱嵌过程中会出现钝化现象。现在关于磷酸锰锂的研究主要集中在其与磷酸铁锂复合形成的固溶体磷酸锰铁锂（LiMn_xFe_1-xPO₄）正极材料。磷酸铁锂（LiFePO₄）是目前使用最为广泛的锂离子电池正极材料，凭借着超长寿命、使用安全、耐高温、大容量、无记忆效应等优点被广泛应用在动力电池和储能用电池。但LiFePO₄也存在着自身电导率差及锂离子扩散系数低等缺陷，通过碳包覆，离子掺杂等改性方法可以有效地解决这一问题。因此LiFePO₄成为动力电池正极材料的不二选择。