髙倍率磷酸基鋰離子電池的制備方法及其制備的電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池的制備方法，尤其涉及一種鋰離子電池的制備方法，特別涉及一種可充電的高倍率磷酸基鋰離子電池的制備方法。
【背景技術】
[0002]手機用的鋰離子電池，正極活性物質為鈷酸鋰,這種電池倍率放電性能和低溫性能好。由于鈷酸鋰的成本高、氧化性較強，因此電池價格比較貴、電池的使用安全性較差。磷酸鐵鋰等磷酸基鋰金屬化合物成本低，氧化性較弱，因此正極活性物質為磷酸鐵鋰等磷酸基鋰金屬化合物電池的價格比較低，使用安全性好。由于磷酸鐵鋰等磷酸基鋰金屬化合物的電導率較低，使電池的倍率放電性能和低溫性能較差；同時因其密度低、粒度小，加工較困難；使有動力電池應用前景的磷酸鐵鋰等磷酸基鋰金屬化合物的應用受到較大的限制。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高倍率磷酸基鋰離子電池的制備方法及其制備的高倍率磷酸基鋰離子電池。釆用本發(fā)明制備的高倍率磷酸基鋰離子電池提高了電池的倍率放電性能和低溫性能，從而克服了已有磷酸基鋰離子電池存在的缺點。
[0004]本發(fā)明高倍率憐酸基鋰離子電池的制備方法，其步驟如下:
1.制備正極片
1)正極片的組分及其重量百分比組成為:
正極活性物質:磷酸鐵鋰、磷酸錳鋰、磷酸鎳鋰或磷酸鈷鋰之一 70— 90%、
導電劑:乙炔黑、炭黑或石墨之一或任意組合4一20%、
粘合劑:聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯之一 6 —10%、
溶劑:N—甲基吡咯烷酮或二甲基酰胺之一或任意組合，其重量為正極活性物質、 導電劑和粘合劑的總重量的50-100%，優(yōu)選重量百分比為60-80%;
2)制備正極漿料
將所需的正極活性物質、導電劑放入球磨機中混合1-3小時，制成正極粉料；將所需的粘合劑放入攪拌機中，加入所需溶劑，在40-7(TC溫度下加熱并攪拌使粘合劑充分溶解；然后加入上述正極粉料，攪拌1-3小時，制成正極漿料；
3)制備正極片
將上述已制備好的正極漿料用涂覆機涂覆于鋁箔或鋁網上，涂覆層的厚度為75 —300um，優(yōu)選厚度為75 — 180um ;在100-130° C下烘干10-20分鐘；再用扎膜機扎壓，使正極片的涂覆層的厚度為50— 200um，優(yōu)選厚度為50 — 120um ;按需要裁成合適的尺寸；在極片內焊接兩個或兩個以上極耳，從極片寬的一邊起極片長每過相同長度處焊接一個極耳且與極片寬平行；
2.制備負極片 1)負極片的組分及其重量百分比組成為:
負極材料:石墨、針狀焦或氧化錫之一或任意組合85— 95%、
導電劑:石墨2-10%,
增稠劑:羧甲基纖維素鈉(cmc)增稠劑1.5—5%、
粘合劑:丁苯橡膠(sbr)粘合劑1.5 — 5%、
溶劑:水，其重量為負極材料、導電劑、cmc增獨劑和abr粘合劑的總重量的70_100%，優(yōu)選重量百分比為75— 95%;
2)制備負極漿料
將所需的負極材料、導電劑、cmc增稠劑、sbr粘合劑放入攪拌機中，充分混合，再加入所需的溶劑，攪拌混合均勻，制成負極漿料；
3)制備負極片
將上述己制備好的負極漿料用涂覆機涂覆于銅箔或銅網上，涂覆層的厚度為45 —240um，優(yōu)選厚度為45um-60um ;在100_130° C下烘干10-20分鐘；再用扎膜機扎壓，使負極片的涂覆層的厚度為30—160叫，優(yōu)選厚度為30-105um ;按需要裁成合適的尺寸；在沿極片寬的兩個邊焊接兩個極耳；
3.制備電池
隔膜材料釆用PP (聚丙烯)\PE (聚乙烯)\PP復合膜或PP\PE單層隔膜；電解液釆用有機電解液，其溶劑為DEC (碳酸二乙酯)、EMC (碳酸甲乙酯)、DMC (碳酸二甲酯)、PC(碳酸丙烯酯)、r-丁內酯之一或任意組合和EC (碳酸乙烯酯)，電解質為LiPF6或LiBF4之一；將上述已制備好的一片正極片和一片負極片用長為負極片長的兩倍、寬比負極片的寬多2_的隔膜材料隔離，卷繞成或層疊成電芯，放入鋁塑膜電池盒、塑料電池盒或金屬電池盒之一中，注入電解液，蓋蓋后密封或熱封；經過小電流活化、大電流激活，得到成品電池；檢驗合格后包裝；檢驗標準如下:電池電壓:大于3.3V、電池內阻:小于60mQ、電池容量:大于設計容量。
[0005]本發(fā)明高倍磷酸基率鋰離子電池采用磷酸基鋰金屬復合材料制作電極，這種復合材料包括炭包覆金屬和金屬摻雜的磷酸基鋰復合材料，可以改善磷酸基鋰金屬化合物的倍率放電性能和低溫性能，使其3倍率放電容量與0.5倍率倍率放電容量比(3c/0.5c)大于95%; -10° C放電容量與20。C放電容量比大于75%;對電極進行薄型化處理，使電極的厚度薄至100微米左右，減少導電行程、增加導電面積、降低內阻；通過對正負極片進行多極耳引出，分散電池的電流密度、提高導電性能；同時合理配比電極敷料，進一步提高了電池的倍率放電性能和低溫性能。由于磷酸鐵鋰等磷酸基鋰金屬化合物的成本低、氧化性較弱，電池價格比較低，而且使用安全性好，從而拓展了其應用范圍和領域。
【具體實施方式】
[0006]本發(fā)明高倍率磷酸基鋰離子電池，提高了電池的倍率放電性能和低溫性能，價格比較低，拓展了該電池的應用領域，可應用于智能芯片、移動電話、筆記簿電腦、攝像機、電動自行車、電動汽車、電動玩具等。本發(fā)明高倍率磷酸基鋰離子電池使用循環(huán)性能好、使用安全性好、價格低廉，特別適用于動力電池領域。
[0007]實施例1 將70公斤磷酸鐵鋰、20公斤乙炔黑放入球磨機中混合I小時，制成正極粉料；將10公斤聚四氟乙烯乳液放入攪拌機中，再加入50公斤N—甲基吡咯烷酮，在4 (TC溫度下加熱并攪拌，使聚四佛乙烯充分溶解；然后加入上述正極粉料，攪拌I小時，制成正極漿料；再將正極漿料用涂覆機涂覆于鋁箔，涂覆層的厚度為200um;在100-130° C下烘干10分鐘；再用扎膜機扎壓，使正極片涂覆層的厚度為125um;裁成長900mm、寬40 mm的正極片；在極片內焊接兩個極耳，從極片寬的一邊起極片長每三分之一處(300mm、600mm處)焊接一個極耳且與極片寬平行；
將90公斤石墨、5公斤cmc增稠劑、5公斤sbr粘合劑放入攪拌機中，充分混合,再加入70公斤水，攪拌混合均勻，制成負極漿料；再將負極漿料用涂覆機涂覆于銅箔，涂覆層的厚度為在100-130° C下烘干10分鐘；再用扎膜機扎壓，使負極片的涂覆層的厚度為裁成長950 mm、寬41 mm的負極片,沿極片寬的兩個邊焊接兩個極耳；
將上述已制備好的一片正極片和一片負極片用長為負極片長的兩倍、寬比負極片的寬多2mm的PP\PE\PP復合膜隔離，卷繞成電芯，放入鋁塑膜電池盒中，注入溶劑為EC、DEC的混合液、電解質為LiPF6的電解液，蓋蓋后密封；經小電流活化、大電流激活，得到成品電池；檢驗合格后包裝。
[0008]實施例2
將90公斤磷酸鎳鋰、4公斤炭黑放入球磨機中混合3小時，制成正極粉料；將6公斤聚偏氟乙烯放入攪拌機中，再加入100公斤N —甲基吡咯烷酮，在70° C溫度下加熱并攪拌，使聚偏氟乙烯充分溶解；然后加入上述正極粉料，攪拌3小時，制成正極漿料；再將正極漿料用涂覆機涂覆于鋁箔，涂覆層的厚度為30 (Vm;在100-130° C下烘干20分鐘；再用扎膜機扎壓，使正極片涂覆層的厚度為200陽；裁成長300 mm、寬40 mm的正極片；在極片內焊接兩個極耳，從極片寬的一邊起極片長每三分之一處焊接一個極耳且與極片寬平行；
將95公斤針狀焦、2公斤石墨、1.5公斤cmc增稠劑、1.5公斤sbr粘合劑放入攪拌機中，充分混合，再加入100公斤水，攪拌混合均勻，制成負極漿料；再將負極漿料用涂覆機涂覆于銅箔上，涂覆層的厚度為240um ;在100-130° C下烘干20分鐘；再用扎膜機扎壓，使負極片的涂覆層的厚度160um ;裁成長350 mm、、寬41 mm的負極片,沿極片寬的兩個邊焊接兩個極耳；
將上述已制備好的一片正極片和一片負極片用長為負極片長的兩倍、寬比負極片的寬多2mm的PP\PE單層隔膜隔離，層疊成電芯，放入塑料電池盒中，注入溶劑為EC、DEC與PC的混合液體、電解質為LiBF4K電解液，蓋蓋后熱封；經過小電流活化、大電流激活，得到成品電池；檢驗合格后包裝。
[0009]按實施例3
將80公斤磷酸鐵鋰、13公斤石墨放入球磨機中混合2小時，制成正極粉料；將7公斤聚偏氟乙烯放入攪拌機中，再加入60公斤二甲基酰胺，在60° C溫度