專利名稱：：正極采用錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合材料的動力電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及動力電池，尤其是一種正極采用錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合材料的動力電池。
背景技術(shù)：
：目前，磷酸鐵鋰和錳酸鋰已經(jīng)廣泛應(yīng)用于動力電池的制造領(lǐng)域。但是磷酸鐵鋰伴隨著其高安全性、高循環(huán)壽命優(yōu)點(diǎn)的同時，在電壓、能量密度方面同時也存在著明顯的缺點(diǎn)，其平均工作電壓僅有3.2V，能量密度在250wh/L以下。而錳酸鋰電池平均工作電壓達(dá)到3.7V，能量密度能夠達(dá)到350wh/L以上，但是其循環(huán)壽命僅有幾百次，并且安全性能不如磷酸鐵鋰，尤其是在電池組的應(yīng)用方面。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是利用磷酸鐵鋰的高安全性和良好的循環(huán)性能，同時利用錳酸鋰材料的良好工作電壓性能和能量密度，提供一種利用二者混合材料制作的新型動力電池。本發(fā)明的目的是通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的動力電池的混合正極材料，包括正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶液，所述正極活性物質(zhì)采用磷酸鐵鋰和錳酸鋰的混合材料，其中磷酸鐵鋰的重量比含量是5%95%;所述導(dǎo)電劑的重量比含量是1%20%;所述粘結(jié)劑的重量比含量是2%10%。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述導(dǎo)電劑包括乙炔黑、鱗片石墨或?qū)щ娞亢谥械囊环N；或者，由上述任意二種或二種以上的材料混合而成。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述粘結(jié)劑是聚偏氟乙烯。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述溶液是N-N-二甲基吡咯烷酮。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述正極活性物質(zhì)的混合方法采用物理混合。正極采用錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合材料的動力電池，包括殼體、正極、負(fù)極、隔膜和電解液，所述正極材料即是以上任一項(xiàng)所述的混合正極材料；所述負(fù)極材料包括人造石墨或天然石墨。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述正極、隔膜和負(fù)極依次疊放并采用疊片式結(jié)構(gòu)或巻繞式結(jié)構(gòu)構(gòu)成巻芯。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述殼體是鋁殼、鋼殼或者聚合物包裝膜。本發(fā)明與傳統(tǒng)磷酸鐵鋰動力電池或錳酸鋰動力電池相比，具備以下特性1、電池工作電壓范圍2.75V4.2V，與錳酸鋰材料工作電壓范圍一致，明顯優(yōu)于磷酸鐵鋰電池的工作電壓范圍。電池的放電電壓平臺可以達(dá)到3.5V，低于錳酸鋰材料的3.7V，但明顯優(yōu)于磷酸鐵鋰的3.2V。2、高能量密度磷酸鐵鋰的壓實(shí)密度在2.02.l之間，而錳酸鋰的壓實(shí)密度可以達(dá)到2.93.1之間，如果按照50%:50%的比例混合，二者混合之后的壓實(shí)密度可以達(dá)到2.455.2之間，制成電池的能量密度可以達(dá)到300wh/l以上。3、優(yōu)異的安全特性本發(fā)明的安全性秉承了磷酸鐵鋰的特性，尤其是在耐過充方面，其性能與磷酸鐵鋰完全一致。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和對比例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明動力電池的混合正極材料，包括正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶液，所述正極活性物質(zhì)采用磷酸鐵鋰和錳酸鋰的混合材料，其中磷酸鐵鋰的重量比含量是5%95%;所述導(dǎo)電劑的重量比含量是1%20%;所述粘結(jié)劑的重量比含量是2%10%。正極活性物質(zhì)的混合方法采用物理混合。本實(shí)施例中，所述導(dǎo)電劑包括乙炔黑、鱗片石墨或?qū)щ娞亢谥械囊环N；或者由上述任意二種或二種以上的材料混合而成。所述粘結(jié)劑是聚偏氟乙烯，溶液是N-N-二甲基吡咯烷酮。正極采用錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合材料的動力電池，包括殼體、正極、負(fù)極、隔膜和電解液，所述正極材料即是以上任一項(xiàng)所述的混合正極材料；所述負(fù)極材料包括人造石墨或天然石墨。將正極片、隔膜和負(fù)極片依次疊放并采用疊片式結(jié)構(gòu)或巻繞式結(jié)構(gòu)構(gòu)成巻芯，將巻芯裝入電池的殼體中，然后注液、封口、化成；所述殼體可以是鋁殼、鋼殼或者聚合物包裝膜。本實(shí)施例可以應(yīng)用于鋁殼電池、鋼殼電池、聚合物電池或液態(tài)軟包裝電池。本發(fā)明電池的制作流程如下正負(fù)極配料——正負(fù)極涂布——正負(fù)極烘烤——正負(fù)極壓光——正負(fù)極分切——正負(fù)極制片——正負(fù)極巻繞(疊片)——封裝——烘烤一一注液——化成——真空密封——容量分選——成品。本實(shí)施例采用的電池型號為603450，容量為1000mAh，采用巻繞式結(jié)構(gòu)。實(shí)施例正極采用磷酸鐵鋰和錳酸鋰材料按照50%:50%的比例混合，負(fù)極使用人造石墨，制作常規(guī)電池。對比例1:正極采用磷酸鐵鋰，負(fù)極使用人造石墨，隔膜使用20ym單層聚乙烯隔膜，常規(guī)制作電池。對比例2:正極采用錳酸鋰，負(fù)極使用人造石墨，隔膜使用20iim單層聚乙烯隔膜，常規(guī)制作電池。實(shí)施例與對比例的試驗(yàn)結(jié)果見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種動力電池的混合正極材料，包括正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶液，其特征是所述正極活性物質(zhì)采用磷酸鐵鋰和錳酸鋰的混合材料，其中磷酸鐵鋰的重量比含量是5％～95％；所述導(dǎo)電劑的重量比含量是1％～20％；所述粘結(jié)劑的重量比含量是2％～10％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的混合正極材料，其特征是所述導(dǎo)電劑包括乙炔黑、鱗片石墨或?qū)щ娞亢谥械囊环N；或者，由上述任意二種或二種以上的材料混合而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的混合正極材料，其特征是所述粘結(jié)劑是聚偏氟乙烯。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的混合正極材料，其特征是所述溶液是N-N-二甲基吡咯烷酮。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池的混合正極材料，其特征是所述正極活性物質(zhì)的混合方法采用物理混合。6.—種正極采用錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合材料的動力電池，包括殼體、正極、負(fù)極、隔膜和電解液，其特征是所述正極材料即是如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的混合正極材料；所述負(fù)極材料包括人造石墨或天然石墨。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的正極采用錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合材料的動力電池，其特征是所述正極、隔膜和負(fù)極依次疊放并采用疊片式結(jié)構(gòu)或巻繞式結(jié)構(gòu)構(gòu)成巻芯。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的正極采用錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合材料的動力電池，其特征是所述殼體是鋁殼、鋼殼或者聚合物包裝膜。全文摘要本發(fā)明涉及正極采用錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合材料的動力電池，正極包括活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶液，活性物質(zhì)采用磷酸鐵鋰和錳酸鋰的混合材料，其中重量比磷酸鐵鋰5％～95％，導(dǎo)電劑1％～20％，粘結(jié)劑2％～10％。導(dǎo)電劑包括乙炔黑或炭黑；粘結(jié)劑是聚偏氟乙烯；溶液是N-N-二甲基吡咯烷酮。本發(fā)明與傳統(tǒng)磷酸鐵鋰或錳酸鋰動力電池相比1、工作電壓2.75V～4.2V，與錳酸鋰電池一致，優(yōu)于磷酸鐵鋰電池；2、高能量密度磷酸鐵鋰的壓實(shí)密度在2.0～2.1之間，錳酸鋰的壓實(shí)密度可達(dá)2.9～3.1之間；3、優(yōu)異的安全特性本發(fā)明的安全性秉承了磷酸鐵鋰的特性，尤其是在耐過充方面，其性能與磷酸鐵鋰一致。文檔編號C01B25/45GK101794902SQ20101012637公開日2010年8月4日申請日期2010年3月15日優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日發(fā)明者徐延銘,李俊義申請人:珠海光宇電池有限公司