專利名稱：：一種磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池及其制作工藝的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于鋰離子動力電池領域，屬于一種為中小型電動工具、家用電子電器、電動自行車、電動摩托車以及電動汽車提供驅動能源的鋰離子二次電池；特別是涉及一種磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池(32650)及其制作工藝。
背景技術：
：隨著經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高，人們對高能密度的大容量電池的需求愈來愈強烈，在電動工具可選用的幾種電池中鋰離子電池性能最好。鋰離子電池與一般的普通酸性電池不同，有高電壓、高比能量、循環(huán)壽命長、自放電率低等特點。然而，對于已經(jīng)應用于手機、筆記本電腦等領域的鋰離子電池，如何把它做大一直是困擾動力電池發(fā)展的技術難題。LiCo02是商品化鋰離子電池最早使用的正極材料，因其易于合成、電壓平臺高、比能量適中、循環(huán)性能好等優(yōu)點，已在小型電池中得到廣泛應用，但除了鈷資源的制約因素外，其過充不安全性也決定了它不可能在大容量電池中得到廣泛應用。由于LiCo02離子電池能量密度高，在過充電狀態(tài)下，電池溫度上升、能量過剩，電池內壓急劇上升而有發(fā)生自燃或爆炸的危險。人們期望尖晶石LiMn204能憑其價廉以及相對LiCo02安全的優(yōu)勢在大容量電池中發(fā)揮作用，但針對它的容量低及高溫循環(huán)性能差的缺點一直未找到好的解決辦法，仍未能在實際電池中廣泛推廣。LiFeP04正極材料，不僅兼顧比容量髙，特別是其熱穩(wěn)定好、安全性能優(yōu)越、循環(huán)性能好突出優(yōu)點，因此被認為是成為鋰離子電池的理想正極材料。下表是各種類型電池為動力驅動電源的性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>雖然磷酸鐵鋰動力電池具有其他材料無可比擬的一系列優(yōu)點，但是它也存在一些不足之處，主要表現(xiàn)在1、純的LiFeP04的電導性和鋰離子擴散性能差，從而導致電池大電流放電性能差；2、LiFeP04的松裝密度和振實密度比較低，不易加工，導致生產(chǎn)過程中正極漿料的涂附比較困難，并且電池容量偏低。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術中的不足之處而能夠有效克服以上缺點，提供一種電導性和離子擴散性能好、電池大電流放電性能好、電池容量大、正極漿料的涂覆容易完成的一種磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池及其制作工藝。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，包括外殼、正極片、負極片、電解液、隔膜，其中正極片和負極片分別包括正極集流體、負極集流體和涂覆于正極集流體、負極集流體上的正極漿料和負極漿料；其特征在于外殼為鋁殼；正極材料采用磷酸鐵鋰，正極集流體采用鋁箔，導電劑選用超導炭黑、導電石墨的一種或兩種混合物或者不用導電劑，正極材料粘結劑選用聚偏二氟乙烯；負極材料采用天然石墨或人造石墨，負極集流體采用銅箔，導電劑選用超導炭黑、導電石墨一種或兩種混合物或者不用導電劑，負極材料粘結劑選用聚偏二氟乙烯或羧甲基纖維素納、丁苯橡膠；所述的正極片、負極片、隔膜經(jīng)多層層疊巻繞制成圓柱形巻芯。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于所述電池的外徑為32.0mm土0.1mm，電池高度為65.0mm土0.5mm,正極集流體鋁箔厚度為15-20Um，負極集流體銅箔厚度為10-15Um。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料86%~93.1%;超導碳黑0%~4%;導電石墨0%~4%;聚偏二氟乙烯4%~10%;負極漿料的重量百分比配比負極材料93%~97%;超導炭黑0%~3%;導電石墨0%~3%;羧甲基纖維素納1%~3%;丁苯橡膠乳液固含量2%~4%。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料88.5%;超導碳黑3%;導電石墨1.5%;聚偏二氟乙烯7%;負極槳料的重量百分比配比負極材料94.4%;超導炭黑1%;-羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料87%;超導碳黑4%;導電石墨2%;聚偏二氟乙烯7%;負極漿料的重量百分比配比負極材料94.4%;超導炭黑0.5%;導電石墨0.5%;羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于-正極漿料的重量百分比配比正極材料86%;超導碳黑4.7%;導電石墨2.3%;聚偏二氟乙烯7%;負極漿料的重量百分比配比負極材料96%;羧甲基纖維素納1.4%;丁苯橡膠乳液固含量2.6%。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料93%;超導碳黑1%;聚偏二氟乙烯6%;負極漿料的重量百分比配比負極材料95%;超導炭黑1%;羧甲基纖維素納1.5%;丁苯橡膠乳液固含量2.5%。一種制作權利要求1所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池的工藝，其特征在于，包括以下步驟(1)配料包括以下方法A、以循序配制法配制以N-甲基-2-吡咯垸酮為介質的正極槳料，所需材料為聚偏二氟乙烯4%~10%、磷酸鐵鋰86%~93.1%、導電劑超導炭黑0%~4%和導電石墨0%~4%中的一種或幾種混合物，或者不用導電劑；N-甲基-2-吡咯烷酮的用量受磷酸鐵鋰粒徑大小、粒度分布的制約，固液比-l:1~1.5;導電劑和磷酸鐵鋰均需在100130'C烤箱內烘烤38小時；將聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯烷酮攪拌約34小時后，加入導電劑超導炭黑或導電石墨攪拌1~3小時，最后加入磷酸鐵鋰攪拌3~5小時成粘稠的漿狀；B、配制以水為介質的負極漿料，所需材料為石墨93%97%、超導炭黑0%~3%、導電石墨0%~3%、羧甲基纖維素納1%~3%、丁苯橡膠乳液固含量2%~4%,水為所有前述物質總量的100%~160%即固液比=1:11.6;將羧甲基纖維素納加入水中攪拌4~5小時，加入導電劑超導炭黑或導電石墨攪拌1~2小時，加入石墨攪拌35小時，最后加入丁苯橡膠乳液攪拌1-1.5小時成漿狀；(2)涂布將攪拌好的正極或負極槳料均勻地涂覆在金屬箔集流體上，并留出空白區(qū)域，作為極耳區(qū)，極耳區(qū)長度不得超過涂層的1/2，然后進入涂布機烘箱烘烤，烘烤干后即成為半成品集流體；無論正極或是負極，配制好的漿料涂布于金屬箔上后均須從預熱區(qū)段進入涂布機的烘干巷道；預熱區(qū)段的溫度為90'C或以下，中溫區(qū)段的溫度在110'C130'C之間、高溫區(qū)段的溫度在120'C140'C之間；在前述溫度條件下，涂布烘烤時，負極漿料的溫度較正極漿料的溫度稍高10'C15'C，以水為介質的漿料溫度較N-甲基-2-吡咯垸酮為介質的漿料溫度稍高10'C15'C;涂布的線速度在每分鐘2m4m的范圍內調整；(3)烘烤極片涂布完畢先進行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時，真空度不低于-0.08MPa，烘烤溫度為100'C130'C，每隔35小時換氮氣或氬氣，并保持30分鐘，然后再次抽真空，烘烤時間結束，溫度降至5(TC以下，將極片拿出烤箱，然后轉到下一工序；(4)輥壓'輥壓工藝中，正極在輥壓前的厚度約為180um280um，輥壓后的厚度為100ixm165lim;負極在輥壓前的厚度約為140um200um,輥壓后的厚度為70um120um;(5)電池極片制作正極耳區(qū)為沒有涂層的鋁箔，然后焊接上厚0.10.3mm，寬38mm的鋁帶；負極耳區(qū)為沒有涂層的銅箔，然后焊接上厚0.050.3mm,寬38mm的鎳帶；正極片長度小于負極片長度120mm，正極片寬度小于負極片寬度16mm;隔膜采用具有微孔結構且電流切斷溫度低的20ym60um厚度的聚乙烯材料或聚丙烯材料制成的長條狀；隔膜對折后長度大于負極片長度310mm，隔膜寬度大于負極片寬度310mm;(6)烘烤極片制作完畢先進行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時，真空度不低于-0.08MPa，烘烤溫度為100'C130'C，每隔35小時換氮氣或氬氣，并保持30分鐘，然后再次抽真空，烘烤時間結束，溫度降至5(TC以下，將極片拿出烤箱，然后轉到下一工序；(7)巻繞裝配時，須將一對正負極片組整齊疊放，中間襯以隔膜，以適當而且平均的張緊力巻繞在巻針上，巻繞好之后是用膠帶將巻芯纏繞一圈包好，巻繞完畢將巻芯放入純鋁外殼中，然后使用超聲波焊機將正極鋁極耳焊在殼體上，使用電阻焊機將負極鎳極耳焊在上蓋的鎳極柱上；(8)注液電池使用半自動真空注液機注液，注液的同時通入高純氮氣或氬氣；注液量在6.0g/Ah7.5g/Ah的范圍內調整；所采用的多元電解液如下六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯乙基甲基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05:0.951.05;(9)化成化成工序必須一次性不間斷地完成，化成曲線應光滑連結，電流應控制在0.05C/30分鐘、0.1C/120分鐘、0.2C/360分鐘，恒流充滿后轉為恒壓繼續(xù)充，務求一次性充足；(10)分容將電性能各項指標均符合工藝要求的電池與各項電性能指標未達工藝要求的電池分別置放入庫。本發(fā)明生產(chǎn)的鋰離子動力電池，不僅容量大，而且可以大倍率放電。本發(fā)明使得電池的電導性和鋰子擴散性能大大提高，從而導致電池大電流放電性能有效的提高，制作工藝采用巻繞式，工藝過程簡單，電池結構緊湊，性能穩(wěn)定，從而電池容量可以大大提高。本發(fā)明使用圓柱形鋁殼，質量輕、散熱好。具體實施方式下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明本發(fā)明一種磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池(32650),電池外徑32.0mm±0.lmm，電池高度65.0mm士0.5mm，它包括純鋁外殼、正極片、負極片、電解液、隔膜，其中正極片和負極片分別由正、負極集流體和涂覆于正、負極集流體上的活性物質組成。電池正極片包括具有橄欖石結構的磷酸鐵鋰，導電劑和正極金屬集流體。正極集流體采用鋁箔，鋁箔厚度為15um20iim。導電劑選用超導碳黑(Super-P)、導電石墨(KS-6)中的一種或幾種混合物，或者不用導電劑。正極材料粘結劑選用聚偏二氟乙烯(PVDF)。正極材料、粘結劑與導電劑混合成漿料后，在金屬集流體上采用背涂工藝，涂布溫度為100150'C，涂布速度1.84米/分鐘，干燥后，經(jīng)輥壓后形成厚度為100um165"m的極片，其壓實密度為1.82.5g/cm3，上述正極片與電池的正極柱接觸。正極漿料的重量百分比配比范圍正極材料86%~93.1%;超導碳黑0%~4%;導電石墨0%~4%;聚偏二氟乙烯4%~10%;電池負極片包括石墨，導電劑和負極金屬集流體。負極材料選用天然石墨或人造石墨。負極集流體采用銅箔，銅箔厚度為10um15um。導電劑選用超導碳黑、導電石墨中的一種或混合物，或者不用導電劑。負極材料粘結劑選用羧甲基纖維素鈉(CMC)、丁苯橡膠(SBR)粘結劑中的一種或混合物。負極材料、粘結劑羧甲基纖維素鈉(CMC)、丁苯橡膠(SBR)與導電劑混合成漿料后，在金屬集流體上涂布，在10(TC13(TC下干燥后，經(jīng)輥壓后形成厚度為70um120um的極片，其壓實密度1.3-1.8g/cm3,上述極片與電池負極柱接觸。負極漿料的重量百分比配比范圍負極材料93%~97%;超導炭黑0%~3%;導電石墨0%3%;羧甲基纖維素納1%~3%;丁苯橡膠乳液固含量2%4%。實施例l(最佳實施例)正極漿料的重量百分比配比正極材料88.5%;超導碳黑3%;導電石墨1.5%;聚偏二氟乙烯7%;負極漿料的重量百分比配比負極材料94.4%;超導炭黑1%;羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。實施例l為最佳實施例，其導電性能好，粘結性好，可大功率放電。實施例2:正極漿料的重量百分比配比正極材料87%;超導碳黑4%;導電石墨2%;聚偏二氟乙烯7%;負極漿料的重量百分比配比負極材料94.4%.;超導炭黑0.5%;導電石墨0.5%;羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。實施例2導電性能較好，可大功率放電。實施例3:正極漿料的重量百分比配比正極材料86%;超導碳黑4.7%;導電石墨2.3%;聚偏二氟乙烯7%;負極漿料的重量百分比配比負極材料96%;羧甲基纖維素納1.4%;丁苯橡膠乳液固含量2.6%。實施例3導電性能較好，負極容量高，適合大功率放電。實施例4:正極漿料的重量百分比配比-正極材料93%;超導碳黑1%;聚偏二氟乙烯6%;負極漿料的重量百分比配比負極材料95%;超導炭黑1%;羧甲基纖維素納1.5%;丁苯橡膠乳液固含量2.5%。實施例4導電性能稍差，容量高。本發(fā)明的制作工藝流程為配料、涂布、烘烤、輥壓、電池極片制作、烘烤、疊片、上蓋裝配、烘烤、注液、化成、分容。1、配料包括以下方法A、以循序配制法配制以N-甲基-2-吡咯烷酮為介質的正極漿料，所需材料為聚偏二氟乙烯4%~10%、磷酸鐵鋰86%93.1%、導電劑超導炭黑0%~4%和導電石墨0%~4%中的一種或幾種混合物，或者不用導電劑；N-甲基-2-吡咯烷酮的用量受磷酸鐵鋰粒徑大小、粒度分布的制約，固液比=1:1~1.5;導電劑和磷酸鐵鋰均需在100130'C烤箱內烘烤38小時；將聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯垸酮攪拌約3~4小時后，加入導電劑超導炭黑或導電石墨攪拌1~3小時，最后加入磷酸鐵鋰攪拌3~5小時成粘稠的漿狀。B、配制以水為介質的負極漿料，所需材料為石墨93%97%、超導炭黑0%~3%、導電石墨0%~3%、羧甲基纖維素納1%~3%、丁苯橡膠乳液固含量2%~4%，水為所有前述物質總量的100%160%即固液比=1:1-1.6;將羧甲基纖維素納加入水中攪拌45小時，加入導電劑超導炭黑或導電石墨攪拌1~2小時，加入石墨攪拌35小時，最后加入丁苯橡膠乳液攪拌1~1.5小時成漿狀。2、涂布將攪拌好的正極或負極漿料均勻地涂覆在金屬箔集流體上，并留出空白區(qū)域，作為極耳區(qū)，極耳區(qū)長度不得超過涂層的1/2，然后進入涂布機烘箱烘烤，烘烤干后即成為半成品集流體；涂布中須注意不可有劃痕，漏基體，縱橫方向上的偏輕偏重現(xiàn)象；無論正極或是負極，配制好的漿料涂布于金屬箔上后均須從預熱區(qū)段進入涂布機的烘干巷道，絕對不可倒置；預熱區(qū)段的溫度為卯'C或以下，中溫區(qū)段的溫度在110'C130'C之間、高溫區(qū)段的溫度在120'C140'C之間；在前述溫度條件下，涂布烘烤時，負極漿料的溫度較正極漿料的溫度稍高10'C15'C,以水為介質的漿料溫度較N-甲基-2-吡咯烷酮為介質的漿料溫度稍高10'C15°C;涂布的線速度在每分鐘2m4m的范圍內調整。3、烘烤極片涂布完畢先進行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時，真空度不低于-0.08MPa，烘烤溫度為100'C130'C，每隔35小時換氮氣或氬氣，并保持30分鐘，然后再次抽真空，烘烤時間結束，溫度降至50'C以下，將極片拿出烤箱，然后轉到下一工序。4、輥壓輥壓工藝中，正極在輥壓前的厚度約為180iim280um，輥壓后的厚度為100um165ixm;負極在輥壓前的厚度約為140um200um，輥壓后的厚度為70um120um。5、電池極片制作，正極耳區(qū)為沒有涂層的鋁箔，然后焊接上厚0.10.3mm，寬38mm的鋁帶；負極耳區(qū)為沒有涂層的銅箔，然后焊接上厚0.050.3mm，寬38mm的鎳帶；正極片長度小于負極片長度120mm,正極片寬度小于負極片寬度16mm。隔膜采用具有微孔結構且電流切斷溫度低的20Um60um厚度的聚乙烯材料或聚丙烯材料制成的長條狀；隔膜對折后長度大于負極片長度310mm，隔膜寬度大于負極片寬度310mm。6、烘烤極片制作完畢先進行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時，真空度不低于-0.08MPa,烘烤溫度為100'C130'C，每隔35小時換氮氣或氬氣，并保持30分鐘，然后再次抽真空，烘烤時間結束，溫度降至50'C以下，將極片拿出烤箱，然后轉到下一工序。7、巻繞裝配時，須將一對正負極片組整齊疊放，中間襯以隔膜，以適當而且平均的張緊力巻繞在巻針上，巻繞好之后是用膠帶將巻芯纏繞一圈包好，巻繞完畢將巻芯放入純鋁外殼中，然后使用超聲波焊機將正極鋁極耳焊在殼體上，使用電阻焊機將負極鎳極耳焊在上蓋的鎳極柱上。8、注液電池使用半自動真空注液機注液；注液的同時通入高純氮氣或氬氣；鋰離子動力電池的注液量需根據(jù)其容量計算，注液量過大不但容易漏液，且易引起鼓殼；注液量過小則易引起正、負極活性物質的惡化。鋰離子動力電池的注液量在6.0g/Ah7.5g/Ah的范圍內調整；所采用的多元電解液可以為公知的多元電解液，如天津金牛公司生產(chǎn)的多元電解液。多元電解液如下六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯乙基甲基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05:0.951.05;注液的環(huán)境控制非常重要，故須在手套箱或其他能夠達到要求的環(huán)境中完成注液。注液通常從電池殼蓋的注液孔上注入。鋰離子動力電池在裝入內本體及注液以后，仍應保持一定的空腔，不可以為了縮小體積或節(jié)約外殼材料，刻意以固體物質或電解液充滿鋰離子動力電池的內腔。視鋰離子動力電池容量的大小不同，空腔約為內腔容積的3%10%,空腔可以保護氣體填充。9、化成化成工序必須一次性不間斷地完成，中途不可隨意中止或停止?；汕€應光滑連結，電流應控制在0.05C/30分鐘、0.1C/120分鐘、0.2C/360分鐘，恒流充滿后轉為恒壓繼續(xù)充，務求一次性充足；10、分容將電性能各項指標均符合工藝要求的電池與各項電性能指標未達工藝要求的電池分別置放入庫。以此方法制造的鋰離子動力電池，不僅容量大，而且可以大倍率放電。上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構思和保護范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計構思的前提下，本領域中普通工程技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發(fā)明的保護范圍。權利要求1、一種磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，包括外殼、正極片、負極片、電解液、隔膜，其中正極片和負極片分別包括正極集流體、負極集流體和涂覆于正極集流體、負極集流體上的正極漿料和負極漿料；其特征在于外殼為鋁殼；正極材料采用磷酸鐵鋰，正極集流體采用鋁箔，導電劑選用超導炭黑、導電石墨的一種或兩種混合物或者不用導電劑，正極材料粘結劑選用聚偏二氟乙烯；負極材料采用天然石墨或人造石墨，負極集流體采用銅箔，導電劑選用超導炭黑、導電石墨一種或兩種混合物或者不用導電劑，負極材料粘結劑選用聚偏二氟乙烯或羧甲基纖維素納、丁苯橡膠；所述的正極片、負極片、隔膜經(jīng)多層層疊卷繞制成圓柱形卷芯。2、根據(jù)權利要求1所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于:所述電池的外徑為32.0mm土0.1mm，電池高度為65.0mm士0.5mm，正極集流體鋁箔厚度為15~20lim，負極集流體銅箔厚度為10~15lim。3、根據(jù)權利要求1所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料86%~93.1%;超導碳黑0%~4%;導電石墨0%~4%;聚偏二氟乙烯4%~10%;負極漿料的重量百分比配比負極材料93%97%;超導炭黑0%3%;導電石墨0%~3%;羧甲基纖維素納1%3%;丁苯橡膠乳液固含量2%4%。4、根據(jù)權利要求3所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料88.5%;超導碳黑3%;導電石墨1.5%;聚偏二氟乙烯7%;負極漿料的重量百分比配比負極材料94.4%;超導炭黑1%;羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。5、根據(jù)權利要求3所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于:正極漿料的重量百分比配比正極材料87%;超導碳黑4%;導電石墨2%;聚偏二氟乙烯7%;負極漿料的重量百分比配比-負極材料94.4%;超導炭黑0.5%;導電石墨0.5%;羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。6、根據(jù)權利要求3所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于:正極漿料的重量百分比配比正極材料86%;超導碳黑4.7%;導電石墨2.3%;聚偏二氟乙烯7%;'負極漿料的重量百分比配比負極材料96%;羧甲基纖維素納1.4%;丁苯橡膠乳液固含量2.6%。7、根據(jù)權利要求3所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池，其特征在于:正極漿料的重量百分比配比-正極材料93%;超導碳黑1%;聚偏二氟乙烯6%;負極漿料的重量百分比配比負極材料95%;超導炭黑1%;羧甲基纖維素納1.5%;丁苯橡膠乳液固含量2.5%。8、一種制作權利要求1所述的磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池的工藝，其特征在于，包括以下步驟(1)配料包括以下方法A、以循序配制法配制以N-甲基-2-吡咯垸酮為介質的正極漿料，所需材料為聚偏二氟乙烯4%~10%、磷酸鐵鋰86%~93.1%、導電劑超導炭黑0%~4%和導電石墨0%~4%中的一種或幾種混合物，或者不用導電劑；N-甲基-2-吡咯垸酮的用量受磷酸鐵鋰粒徑大小、粒度分布的制約，固液比-l:1~1.5;導電劑和磷酸鐵鋰均需在10013(TC烤箱內烘烤38小時；將聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯烷酮攪拌約3~4小時后，加入導電劑超導炭黑或導電石墨攪拌1~3小時，最后加入磷酸鐵鋰攪拌3~5小時成粘稠的漿狀；B、配制以水為介質的負極漿料，所需材料為石墨93%~97%、超導炭黑0%~3%、導電石墨0%~3%、羧甲基纖維素納1%~3%、丁苯橡膠乳液固含量2%~4%，水為所有前述物質總量的100%~160%即固液比=1:1~1.6;將羧甲基纖維素納加入水中攪拌4~5小時，加入導電劑超導炭黑或導電石墨攪拌1~2小時，加入石墨攪拌3~5小時，最后加入丁苯橡膠乳液攪拌1-1.5小時成漿狀；(2)涂布將攪拌好的正極或負極漿料均勻地涂覆在金屬箔集流體上，并留出空白區(qū)域，作為極耳區(qū)，極耳區(qū)長度不得超過涂層的1/2，然后進入涂布機烘箱烘烤，烘烤干后即成為半成品集流體；無論正極或是負極，配制好的漿料涂布于金屬箔上后均須從預熱區(qū)段進入涂布機的烘干巷道；預熱區(qū)段的溫度為90'C或以下，中溫區(qū)段的溫度在110'C130'C之間、高溫區(qū)段的溫度在120'C14(TC之間；在前述溫度條件下，涂布烘烤時，負極漿料的溫度較正極漿料的溫度稍高10'C15'C，以水為介質的漿料溫度較N-甲基-2-吡咯垸酮為介質的漿料溫度稍高10'C15-C;涂布的線速度在每分鐘2m4m的范圍內調整；(3)烘烤極片涂布完畢先進行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時，真空度不低于-0.08MPa,烘烤溫度為100。C130。C,每隔35小時換氮氣或氬氣，并保持30分鐘，然后再次抽真空，烘烤時間結束，溫度降至50'C以下，將極片拿出烤箱，然后轉到下一工序；(4)輥壓輥壓工藝中，正極在輥壓前的厚度約為180um280um,輥壓后的厚度為100um165um;負極在輥壓前的厚度約為140Um200um，輥壓后的厚度為70um120um;(5)電池極片制作正極耳區(qū)為沒有涂層的鋁箔，然后焊接上厚(U0.3mm，寬38mm的鋁帶；負極耳區(qū)為沒有涂層的銅箔，然后焊接上厚0.050.3mm，寬38mm的鎳帶；正極片長度小于負極片長度120mm，正極片寬度小于負極片寬度16min;隔膜采用具有微孔結構且電流切斷溫度低的20wm60um厚度的聚乙烯材料或聚丙烯材料制成的長條狀；隔膜對折后長度大于負極片長度310mm,隔膜寬度大于負極片寬度310mm;(6)烘烤極片制作完畢先進行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時，真空度不低于-0.08MPa，烘烤溫度為100'C130'C，每隔35小時換氮氣或氬氣，并保持30分鐘，然后再次抽真空，烘烤時間結束，溫度降至5(TC以下，將極片拿出烤箱，然后轉到下一工序；(7)巻繞裝配時，須將一對正負極片組整齊疊放，中間襯以隔膜，以適當而且平均的張緊力巻繞在巻針上，巻繞好之后是用膠帶將巻芯纏繞一圈包好，巻繞完畢將巻芯放入純鋁外殼中，然后使用超聲波焊機將正極鋁極耳焊在殼體上，使用電阻焊機將負極鎳極耳焊在上蓋的鎳極柱上；(8)注液電池使用半自動真空注液機注液，注液的同時通入高純氮氣或氬氣；注液量在6.0g/Ah7.5g/Ah的范圍內調整；所采用的多元電解液如下六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯乙基甲基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05:0.951.05;(9)化成化成工序必須一次性不間斷地完成，化成曲線應光滑連結，電流應控制在0.05C/30分鐘、0.1C/120分鐘、0.2C/360分鐘，恒流充滿后轉為恒壓繼續(xù)充，務求一次性充足；(10)分容將電性能各項指標均符合工藝要求的電池與各項電性能指標未達工藝要求的電池分別置放入庫。全文摘要一種磷酸鐵鋰鋁殼3.3安時圓柱電池及其制作工藝，屬于鋰離子動力電池領域，電池的外徑為32.0mm±0.1mm，電池高度為65.0mm±0.5mm。包括外殼、正、負極片、電解液、隔膜，正、負極片分別包括正、負極集流體和涂覆于正、負極集流體上的正、負極漿料。外殼為鋁殼；正極材料采用磷酸鐵鋰，正極集流體采用鋁箔，導電劑選用超導炭黑、導電石墨的一種或兩種混合物，正極材料粘結劑選用聚偏二氟乙烯；負極材料采用天然石墨或人造石墨，負極集流體采用銅箔，導電劑選用超導炭黑、導電石墨一種或兩種混合物，負極材料粘結劑選用聚偏二氟乙烯或羧甲基纖維素納、丁苯橡膠；正極片、負極片、隔膜經(jīng)多層層疊卷繞制成圓柱形卷芯。本發(fā)明不僅容量大，而且可以大倍率放電。文檔編號H01M10/38GK101183733SQ20071011552公開日2008年5月21日申請日期2007年12月14日優(yōu)先權日2007年12月14日發(fā)明者孫先富,李兆龍申請人:山東海霸通訊設備有限公司