專利名稱：一種鋰離子動力電池正極的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及化學電源材料技術(shù)領域，具體涉及ー種鋰離子動カ電池正扱。該正極可用于制造一般卷繞式鋰離子電池，特別適用于制造卷繞式和層疊式鋰離子動カ電池。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有エ業(yè)所用的卷繞式或?qū)盈B式鋰離子電池正扱，一般為單鋁箔集流體雙面正極活性物質(zhì)涂層或單面涂層及單極耳或多極耳等三個部分構(gòu)成。這種構(gòu)造的正極制造的鋰離子電池存在顯著的不足1)正極活性物質(zhì)利用率相對較低，主要只有靠近集流體表面的活性物質(zhì)才能被充分利用；2)大電流或者高倍率充放電性能差，由于正極活性物質(zhì)與鋁箔的有效接觸面積收到鋁箔表面積大小的限制，導致電子傳遞到集流體上的幾率減小， 從而限制了有效電極電化學反應的進行，影響電極的大電流充放電效果；3)循環(huán)使用壽命較低，由于鋁箔表面結(jié)構(gòu)的限制，正極活性物質(zhì)與集流體之間的附著力不強或粘結(jié)不牢固，在反復的充放電使用過程中正極活性物質(zhì)會發(fā)生脫落，從而降低了電池的有效放電容量，進而影響電池的循環(huán)使用壽命。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型的目的是在于提供了一種鋰離子動カ電池正扱，結(jié)構(gòu)簡単，使用方便，本實用新型技術(shù)制造的一種鋰離子動カ電池正極所制造的鋰離子動カ電池，具有較好的大電流充放電性能、較長的循環(huán)使用壽命，在IOC及IOC以上倍率條件下充放電循環(huán)使用壽命(放電容量不小于設計容量65%的充放電循環(huán)次數(shù))超過600次。本實用新型通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種鋰離子動カ電池正極，所述的ー種鋰離子動カ電池正極(圖I-圖6)包括第一正極活性物質(zhì)涂層la、第二正極活性物質(zhì)涂層lb、第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b、第一正極極耳3a、第二正極極耳3b等部分組成。進ー步，本實用新型包括如下內(nèi)容一種鋰離子動カ電池正極，包括第一正極活性物質(zhì)涂層la、第二正極活性物質(zhì)涂層lb、第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b、第一正極極耳3a、第二正極極耳3b等部分組成。所述的ー種鋰離子動カ電池正極，其特征在于第一正極活性物質(zhì)涂層la、第二正極活性物質(zhì)涂層Ib用涂布エ藝粘與第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b上，第一正極極耳3a、第二正極極耳3b經(jīng)點焊エ藝焊接在第一雙正極集流體2a和第二雙正極集流體Ib之上而連接，第一正極活性物質(zhì)涂層la、第二正極活性物質(zhì)涂層Ib經(jīng)第一正極極耳3a、第二正極極耳3b焊點在第一集流體預留的空白邊4a、第二集流體預留的空白邊4b上而連接。[0009]所述的ー種鋰離子動カ電池正極，其特征在干所述的第一正極活性物質(zhì)涂層la、第二正極活性物質(zhì)涂層Ib由鋰離子電池正極活性物質(zhì)(包括現(xiàn)有常用的鋰離子正極活性物質(zhì)磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰或者三元材料即鈷鎳錳混合酸鋰鹽，也就是后三者的復合材料等)中的ー種活性物質(zhì)或者多種活性物質(zhì)等質(zhì)量比的活性物質(zhì)混合物、導電齊U、正極添加剤、粘結(jié)劑、增稠劑以及蒸餾水等，按如下步驟制造成漿料第一歩將正極活性物質(zhì)或者其混合物與占活性物質(zhì)百分比I 5%的添加劑球磨混合均勻；第二歩將第一步得到的活性物質(zhì)混合物與納米石墨或超級炭黑(Super-p)中的一種或兩種等質(zhì)量比例混合物導電劑按照活性物質(zhì)與導電劑的質(zhì)量比為I : I I : I. 5的比例球磨混合均勻；第三步，將第二步得到的活性物質(zhì)混合物與聚四氟こ烯或者聚偏氟こ烯粘結(jié)劑按照活性物質(zhì)混合物與導電劑質(zhì)量比為100 : I 100 : 5的比例混合均勻；第四步，將第三步得到的混合物與等質(zhì)量比混合的N-甲基比咯烷酮和羧甲基纖維素鈉增稠劑按照活性物質(zhì)混合物與增稠劑質(zhì)量比為10 : I 10 : 2的比例混合均勻；第五步，向第四步得到的混合物中加入占其質(zhì)量百分比為20 35%的蒸餾水攪拌混合得到正極活性物質(zhì)漿料，并經(jīng)過涂布エ藝涂敷于第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b上。 所述的ー種鋰離子動カ電池正極，其特征在于所述的第一雙正極集流體2a、第ニ雙正極集流體2b為厚度為0. I 100 ii m、孔徑為10 100 ii m的多孔(5)鋁箔制成，第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b經(jīng)點焊焊點與第一正極極耳3a、第二正極極耳3b焊接而連接。所述的ー種鋰離子動カ電池正極，其特征在于所述的第一正極極耳3a、第二正極極耳3b為厚度0. 15 120iim、寬度為2 20mm的鎳帶制成。采用本實用新型的技術(shù)方案，可以取得如下明顯的效果用本實用新型技術(shù)生產(chǎn)的一種鋰離子動カ電池正極所組裝制造的鋰離子動カ電池，由于使用了多微孔構(gòu)造的鋁箔雙集流體結(jié)構(gòu)正極，使得正極活性物質(zhì)涂層與正極集流體之間的有效接觸面積顯著増加，正極活性物質(zhì)與正極集流體之間的粘結(jié)性能大大提高，從而提高了正極活性物質(zhì)的有效利用，減少了正極活性物質(zhì)在使用過程中的脫落，使電極的大電流充放電效果顯著提高，使得以此正極制造的電池具有較好的大電流充放電性能、較長的循環(huán)使用壽命，在IOC以上倍率條件下充放電循環(huán)使用壽命(放電容量不小于設計容量75%的充放電循環(huán)次數(shù))超過665次(詳見附圖4)。本實用新型適用于各種類型、各種型號的圓柱形、方形鋰離子電池。

圖I為ー種鋰離子電池正極集流體示意圖圖2為ー種鋰離子電池正極立體示意圖圖3為ー種ニ極耳鋰離子電池正極立體示意圖圖4 一種鋰離子電池正極制造的方形鋰離子實驗電池10C、15C倍率充放電循環(huán)容
量其中1-正極活性物質(zhì)涂層、2-正極集流體、3-正極極耳、4-預留的空白邊、5-集流體上的微孔具體實施方式
下面結(jié)合圖I 圖5和具體實施例，對本實用新型作進ー步的詳細描述。參看附圖I 圖3，本實用新型一種鋰離子動カ電池正極由鋰離子電池正極活性物質(zhì)(磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰或者三元材料即鈷鎳錳混合酸鋰)、添加劑、導電齊U、粘結(jié)劑及溶劑等物質(zhì)制作成的正極活性物質(zhì)漿料經(jīng)涂布エ序涂覆于集流體表面后烘干而得的第一正極活性物質(zhì)涂層la、第二正極活性物質(zhì)涂層lb、厚度為0. I 100 Pm、孔徑為10 IOOiim的多孔鋁箔第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b (見圖I)以及厚度0. 15 120 u m、寬度為2 20mm的鎳帶第一正極極耳3a、第二正極極耳3b構(gòu)成，在第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b設計適當?shù)奈恢妙A留有點焊第一正極極耳3a、第ニ正極極耳3b的第一集流體預留的空白邊4a、第二集流體預留的空白邊4b。本實用新型各個部分的連接關系是第一正極活性物質(zhì)涂層la、第二正極活性物質(zhì)涂層Ib為正極活性物質(zhì)漿料經(jīng)涂布エ序、烘干后沾粘于多孔鋁箔第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b上，鋁箔第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b上有直徑為 10 IOOiim微孔(5)，第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b上預留點焊第一正極極耳3a、第二正極極耳3b的第一集流體預留的空白邊4a、第二集流體預留的空白邊4b，第一正極極耳3a、第二正極極耳3b于第一集流體預留的空白邊4a、第二集流體預留的空白邊4b處點焊于第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b上，根據(jù)エ藝設計要求的容量大小或者極片的大小選擇點焊I 6個或者更多的第一正極極耳3a、第二正極極耳3b。用于所述的第一正極活性物質(zhì)涂層la、第二正極活性物質(zhì)涂層Ib的正極活性物質(zhì)漿料的由如下步驟制備第一歩將正極活性物質(zhì)與占活性物質(zhì)百分比I 5%的添加劑球磨混合均勻；第二步將第一步得到的混合物與納米石墨或超級炭黑(Super-p)中的一種或兩種按照質(zhì)量比為I : I I : I. 5的比例球磨混合均勻；第三步，將第二步得到的混合物與聚四氟こ烯或者聚偏氟こ烯粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為100 : I 100 : 5的比例混合均勻；第四步，將第三步得到的混合物與等質(zhì)量比混合的N-甲基比咯烷酮和羧甲基纖維素鈉按照質(zhì)量比為10 : I 10 : 2的比例混合均勻；第五步，向第四步得到的混合物中加入占其質(zhì)量百分比為20 35%的蒸餾水攪拌混合得到正極活性物質(zhì)漿料。將上述制備的正極活性物質(zhì)漿料通過涂布エ序雙面涂敷于厚度為帶多孔(5)的鋁箔第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b上(附圖2 附圖3)，經(jīng)過75 85°C溫度烘干，根據(jù)電池容量設計要求，對滾壓制為一定的厚度，即在第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b上形成第一正極活性物質(zhì)涂層la、第二正極活性物質(zhì)涂層lb，再經(jīng)切片、切分一定尺寸大小的極片(附圖2 6)、點焊第一正極極耳3a、第二正極極耳3b于第一雙正極集流體2a、第二雙正極集流體2b的預留空白(4a、4b)即得ー種鋰離子動カ電池正扱。所述的第一正極極耳3a、第二正極極耳3b由金屬鎳帶制作而成(圖I、圖3);組裝成鋰離子動カ電池，在IOC及IOC以上高倍率充放電條件下，電池的循環(huán)壽命(放電容量小于設計容量65%時的充放電循環(huán)次數(shù))超過800次(見圖4、5)。然而，以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此而局限本實用新型的保護范圍，所有運用本實用新型說明書內(nèi)容所進行的等效變化，均包含在本實用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鋰離子動カ電池正扱，包括第一正極活性物質(zhì)涂層(la)、第二正極活性物質(zhì)涂層(lb)、第一雙正極集流體(2a)、第二雙正極集流體(2b)、第一正極極耳(3a)、第二正極極耳(3b)，其特征在于第一正極活性物質(zhì)涂層(la)、第二正極活性物質(zhì)涂層(Ib)用涂布エ藝粘與第一雙正極集流體(2a)、第二雙正極集流體(2b)上，第一正極極耳(3a)、第二正極極耳(3b)經(jīng)點焊エ藝焊接在第一雙正極集流體(2a)和第二雙正極集流體(Ib)之上連接，第一正極活性物質(zhì)涂層(la)、第二正極活性物質(zhì)涂層(Ib)經(jīng)第一正極極耳(3a)、第二正極極耳(3b)焊點在第一集流體預留的空白邊(4a)、第二集流體預留的空白邊(4b)上連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鋰離子動カ電池正扱，其特征在于所述的第一正極活性物質(zhì)涂層(la)、第二正極活性物質(zhì)涂層(Ib)由鋰離子電池正極活性物質(zhì)、導電劑、正極添加剤、粘結(jié)劑組成，經(jīng)過制漿、涂布涂敷于第一雙正極集流體(2a)、第二雙正極集流體(2b)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鋰離子動カ電池正極，其特征在于所述的第一雙正極集流體(2a)、第二雙正極集流體(2b)為厚度為0. I lOOiim、孔徑為10 IOOiim的多孔(5)鋁箔制成，第一雙正極集流體(2a)、第二雙正極集流體(2b)經(jīng)點焊焊點與第一正極極耳(3a)、第二正極極耳(3b)焊接連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種鋰離子動カ電池正極，其特征在于所述的第一正極極耳(3a)、第二正極極耳(3b)為厚度0. 15 120 u m、寬度為2 20_。
專利摘要本實用新型公開了一種鋰離子動力電池正極，第一正極活性物質(zhì)涂層、第二正極活性物質(zhì)涂層用涂布工藝粘與第一雙正極集流體、第二雙正極集流體上，第一正極極耳、第二正極極耳經(jīng)點焊工藝焊接在第一雙正極集流體和第二雙正極集流體之上連接，第一正極活性物質(zhì)涂層、第二正極活性物質(zhì)涂層經(jīng)第一正極極耳、第二正極極耳焊點在第一集流體預留的空白邊、第二集流體預留的空白邊上連接。第一正極活性物質(zhì)涂層、第二正極活性物質(zhì)涂層由鋰離子電池正極活性物質(zhì)、導電劑、正極添加劑、粘結(jié)劑組成，經(jīng)過制漿、涂布涂敷于第一雙正極集流體、第二雙正極集流體上。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，具有大電流充放電性能、較長的循環(huán)使用壽命，充放電循環(huán)使用壽命超過600次。
文檔編號H01M4/70GK202405366SQ20122000294
公開日2012年8月29日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者何志艷, 周環(huán)波, 夏攀, 夏霧, 林麗, 詹炳然, 詹金俊, 鄭麗蘭, 陳爽 申請人:孝感學院, 廣州市云通磁電有限公司