專利名稱：一種磷酸鐵鋰鋰離子電池片及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰鋰離子電池，尤其是涉及一種磷酸鐵鋰電池正極片及其加工方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池自商品化以來，LiCoO2正極材料以克比容量高、電壓平臺(tái)高、循環(huán)壽命長、穩(wěn)定性好成為鋰離子電池主要正極材料，但是鈷資源短缺、價(jià)格昂貴且具有一定的毒性等，因此尋找一種資源廣泛、價(jià)格低廉、對環(huán)境友好的鋰離子電池正極材料成為現(xiàn)在主流的研究方向。LiMn2CV LiNiO2、三元材料等由于各自存的一些缺陷，制約了它們的發(fā)展。LiFePO4具有資源廣泛、價(jià)格低廉、對環(huán)境友好、熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)， 有望成為新一代鋰離子電池的正極材料。但是，LiFePO4W振實(shí)小、比表面大、粒度小等原因，導(dǎo)致電池極片在涂布時(shí)帶來很大的困難，容易產(chǎn)生集流體與正極材料之間脫離、掉料、 起皮等到現(xiàn)象。中國專利200610157460. 0公開一種磷酸鐵鋰電池正極的制造方法，該方法是在將磷酸鐵鋰漿料涂于集流體之前，先將堿溶噴灑于集流表面或者集流體浸泡于堿溶液中 5 60s。該方法對解決極片掉粉問題有一定效果，但操步驟復(fù)雜。中國專利200810031763. 7公開一種磷酸鐵鋰電池正極的制造方法，該方法是在磷酸鐵鋰攪拌之前將磷酸鐵鋰置于質(zhì)量濃度為2% 10%的堿性溶液中浸泡2 5h，并充分?jǐn)嚢?，再將水分蒸發(fā)，所得磷酸鐵鋰再用300 350°C焙燒2 證，最后加入0. 5% 的堿性物質(zhì)。該方法對解決極片掉粉問題及提高克比容量有一定改善，但增加了磷酸鐵鋰操步驟，而且很復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對磷酸鐵鋰電池極片涂布時(shí)出現(xiàn)正極活性物質(zhì)與集流體之間粘結(jié)難的問題，提供一種能夠有效地改善集流體與活性物質(zhì)之間附著性的磷酸鐵鋰鋰離子電池片及其加工方法。所述磷酸鐵鋰鋰離子電池片設(shè)有集流體，在集流體正反兩面涂有導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層的組成及其按質(zhì)量百分比的含量為導(dǎo)電劑 6%，粘結(jié)劑3% 5%，余為正極活性物質(zhì)。所述導(dǎo)電劑可選自乙炔黑、碳納米管、碳黑、磷片石墨等中的至少兩種的混合物。所述粘結(jié)劑可為含有丙烯腈多元共聚物的LA水性粘結(jié)劑。所述粘結(jié)劑溶解于水中，所述水可選自去離子水等。所述集流體可采用鋁箔，所述鋁箔的厚度可為0. 010 0. 025mm。所述磷酸鐵鋰鋰離子電池正極片的加工方法包括以下步驟1)將粘結(jié)劑與水混合，得粘結(jié)膠；在步驟1)中，所述粘結(jié)劑與水按質(zhì)量比可為1 30，所述混合，可用600r/min的速度攪拌30 IOOmin。2)在粘結(jié)膠中加入導(dǎo)電劑，得導(dǎo)電膠；在步驟2)中，所述在粘結(jié)膠中加入導(dǎo)電劑可分3 5次加入，加入后用1200 2000r/min的速度真空攪拌60 180min ；所述真空攪拌的真空度可為-0. 08 -0. IMPa03)在導(dǎo)電膠中加入磷酸鐵鋰，得正極漿料；在步驟3)中，所述在導(dǎo)電膠中加入磷酸鐵鋰可分3 5次加入，加入后用公轉(zhuǎn)調(diào)為20 35Hz，自轉(zhuǎn)調(diào)為15 35Hz，真空攪拌120 300min ；所述真空攪拌的真空度可為-0. 08 -0. IMPa04)將正極漿料攪拌，調(diào)節(jié)粘度為4000 SOOOmpa. s,過篩，得漿料；在步驟4)中，所述過篩，可采用100 200目的篩網(wǎng)過篩。5)將過篩的漿料涂覆于集流體的正反兩面，烘干，完成涂布，得磷酸鐵鋰鋰離子電池正極片。在步驟幻中，所述涂布的溫度控制可采用2 4段加熱方式，溫度控制采用從低溫到高溫到低溫的控制方式，所述涂布的溫度最好采用3段加熱方式，分別為第一段65 900C，第二段80 100°C，第三段50 80°C。與現(xiàn)有的磷酸鐵鋰鋰離子電池正極片相比，本發(fā)明具有以下有益效果1)本發(fā)明的方法通過采用含有丙烯腈多元共聚物水性粘結(jié)劑，可以正極材料與集流體之間能夠更好的粘結(jié)。2)本發(fā)明的方法先通過先制備導(dǎo)電膠，而沒采用傳統(tǒng)的先球磨預(yù)混再攪拌漿料， 可以使導(dǎo)電劑在粘結(jié)膠中充分分散溶解。3)漿料采用真空攪拌，改善了因?yàn)楦鹘M分密度差別不好分散的問題，提高了漿料均勻性。4)涂布溫度采用先低后高再低的方式，極片在涂布烘箱中先充分烘干后，再迅速降到接近室溫，可以使極片有更好的柔韌性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的IC充放電曲線。在圖1中，橫坐標(biāo)為克比容量(mAh/g)，縱坐標(biāo)為電壓(V)；曲線a為充電曲線，b為放電曲線。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的IC循環(huán)曲線。在圖2中，橫坐標(biāo)為循環(huán)周數(shù)(周)，縱坐標(biāo)為放電百分比(％)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例11.漿料制備首先將30gLA水性粘結(jié)劑用900g去離水稀釋，用600r/min的速度攪拌40min，得粘結(jié)膠，然后把25g SP和5g KS-6的混合導(dǎo)電劑分3次加入粘結(jié)膠中，用20000r/min的速度真空攪拌60min，制成導(dǎo)電膠體；其次將900g的磷酸鐵鋰分3次加入上述導(dǎo)電膠體中，用公轉(zhuǎn)調(diào)為20 35Hz，自轉(zhuǎn)調(diào)為15 35Hz，真空攪拌MOmin，得正極漿料；過篩，制成粘度為6000mpa. s的漿料。
2.涂布將涂布的溫度調(diào)成第一段80°C，第二段90°C，第三段50°C，等溫度穩(wěn)定后，再制備好的漿料均勻地涂敷于鋁箔表面上，烘干，完成極片涂布，得磷酸鐵鋰材料的鋰離子電池正極片。實(shí)施例2與實(shí)施例1類似，其區(qū)別在于將粘結(jié)劑改為35g。實(shí)施例3與實(shí)施例1類似，其區(qū)別在于將粘結(jié)劑改為40g。實(shí)施例4與實(shí)施例1類似，其區(qū)別在于將涂布的溫度調(diào)成第一段90°C，第二段90°C，第三段 50°C。對比例1.漿料制備首行將4g的CMC用150g水打膠lh，然后加入SP和KS_6導(dǎo)電劑打?qū)щ娔z2h，再將磷酸鐵鋰加入導(dǎo)電膠中攪拌池，最后加入SBR，攪拌1.證，篩料，完成漿料制備。2.涂布將制備好的漿料均勻涂敷在鋁箔上，烘干，完成涂布。將上述各例制造的極片，按電池工藝要求裁切成所需的寬度，然后將該正極片與隔膜及負(fù)極片按疊片方式制作成電池。檢測各例中不良率(表1)和克比容量發(fā)揮、放電平臺(tái)及300周循環(huán)性能(表2)，充放電曲線(圖1)，循環(huán)性能(圖2)。表 權(quán)利要求
1.一種磷酸鐵鋰鋰離子電池片，其特征在于設(shè)有集流體，在集流體正反兩面涂有導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層的組成及其按質(zhì)量百分比的含量為導(dǎo)電劑1 % 6 %，粘結(jié)劑3 % 5 %，余為正極活性物質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰鋰離子電池片，其特征在于所述導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、碳黑、磷片石墨中的至少兩種的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰鋰離子電池片，其特征在于所述粘結(jié)劑為含有丙烯腈多元共聚物的LA水性粘結(jié)劑。
4.如權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰鋰離子電池片，其特征在于所述集流體采用鋁箔，所述鋁箔的厚度為0. 010 0. 025mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵鋰鋰離子電池正極片的加工方法，其特征在于包括以下步驟1)將粘結(jié)劑與水混合，得粘結(jié)膠；2)在粘結(jié)膠中加入導(dǎo)電劑，得導(dǎo)電膠；3)在導(dǎo)電膠中加入磷酸鐵鋰，得正極漿料；4)將正極漿料攪拌，調(diào)節(jié)粘度為4000 SOOOmpa.s，過篩，得漿料；5)將過篩的漿料涂覆于集流體的正反兩面，烘干，完成涂布，得磷酸鐵鋰鋰離子電池正極片。
6.如權(quán)利要求5所述的一種磷酸鐵鋰鋰離子電池正極片的加工方法，其特征在于在步驟1)中，所述粘結(jié)劑與水按質(zhì)量比為1 30，所述混合，是用600r/min的速度攪拌30 IOOmin0
7.如權(quán)利要求5所述的一種磷酸鐵鋰鋰離子電池正極片的加工方法，其特征在于在步驟2)中，所述在粘結(jié)膠中加入導(dǎo)電劑分3 5次加入，加入后用1200 2000r/min的速度真空攪拌60 180min ；所述真空攪拌的真空度為-0. 08 -0. IMPa0
8.如權(quán)利要求5所述的一種磷酸鐵鋰鋰離子電池正極片的加工方法，其特征在于在步驟3)中，所述在導(dǎo)電膠中加入磷酸鐵鋰分3 5次加入，加入后用公轉(zhuǎn)調(diào)為20 35Hz，自轉(zhuǎn)調(diào)為15 35Hz，真空攪拌120 300min ；所述真空攪拌的真空度為_0. 08 -0. IMPa0
9.如權(quán)利要求5所述的一種磷酸鐵鋰鋰離子電池正極片的加工方法，其特征在于在步驟4)中，所述過篩，是采用100 200目的篩網(wǎng)過篩。
10.如權(quán)利要求5所述的一種磷酸鐵鋰鋰離子電池正極片的加工方法，其特征在于在步驟幻中，所述涂布的溫度控制是采用2 4段加熱方式，溫度控制采用從低溫到高溫到低溫的控制方式，所述涂布的溫度最好采用3段加熱方式，分別為第一段65 90°C，第二段80 100°C，第三段50 80°C。
全文摘要
一種磷酸鐵鋰鋰離子電池片及其加工方法，涉及一種鋰鋰離子電池。提供一種能夠有效地改善集流體與活性物質(zhì)之間附著性的磷酸鐵鋰鋰離子電池片及其加工方法。磷酸鐵鋰鋰離子電池片設(shè)有集流體，在集流體正反兩面涂有導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層的組成及其按質(zhì)量百分比的含量為導(dǎo)電劑1％～6％，粘結(jié)劑3％～5％，余為正極活性物質(zhì)。將粘結(jié)劑與水混合，得粘結(jié)膠；在粘結(jié)膠中加入導(dǎo)電劑，得導(dǎo)電膠；在導(dǎo)電膠中加入磷酸鐵鋰，得正極漿料；將正極漿料攪拌，調(diào)節(jié)粘度為4000～8000mpa.s，過篩，得漿料；將過篩的漿料涂覆于集流體的正反兩面，烘干，完成涂布，得磷酸鐵鋰鋰離子電池正極片。
文檔編號(hào)H01M4/66GK102185129SQ201110032178
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者楊金洪, 錢文連, 黃昌榮 申請人:廈門鎢業(yè)股份有限公司