專利名稱：一種磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池領域，具體為涉及一種磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法。
背景技術：
LiFePO4正極材料是一類新型的鋰離子電池用正極材料。LiFePO4具有高的能量密 度、低廉的價格、優(yōu)異的安全性使其特別適用于動力電池。它的出現(xiàn)是鋰離子電池材料的 一項重大突破，但是磷酸鐵鋰電池由于其原材料活性物質(zhì)目前還處于一種繼續(xù)有待批次穩(wěn) 定、離子和電子導電性能不佳、從而引起充放電倍率性能不佳，極大的影響了目前磷酸鐵鋰 電池的推廣。隨著低碳模式的提出以及廣泛的普及，對于新能源要求日益迫切和需要。鋰離子 電池中的磷酸鐵鋰電池作為一種新型能源電池，必然將廣泛應用于混合動力汽車、電動工 具、電動自行車、電動助力車、發(fā)電儲能裝置等各個領域?；旌蟿恿ζ?HEV)是未來數(shù)年 內(nèi)新能源汽車的主要發(fā)展方向。隨著混合動力汽車產(chǎn)量的不斷增加，混合動力汽車占有率 的提升，磷酸鐵鋰電池市場規(guī)模將快速增長，預計2010年混合動力汽車應用磷酸鐵鋰電 池市場規(guī)模超過千億元。隨著研究深入，增加比表面積可以有效的改善電池的導電性，但同樣所需的粘 接劑和所用溶劑的量會大大提高，極片涂覆工藝很難處理。并且制成電芯或者電池后， 容易出現(xiàn)掉料現(xiàn)象。目前，磷酸鐵鋰電池極片制作中普遍存在著此問題。比如公開號為 CNlOl 197439A、CN101699642A等報道的方法，其一是涂覆工藝復雜，其二是容易出現(xiàn)掉料現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術中普遍存在的極片涂覆困難、制備的電芯或者電池出現(xiàn)掉料等 問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠改善磷酸鐵鋰材料涂覆性能、提高壓實密度從而改善 電池的電化學性能的磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法。本發(fā)明的發(fā)明目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)一種磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，包括料漿制備和涂覆工序，其中所述的料漿制 備工序中采用的磷酸鐵鋰正極材料按下述方法進行預處理將主成分磷酸鐵鋰含量不同的兩種以上磷酸鐵鋰正極材料進行均勻混合，所述的均勻 混合采用球磨、超細磨、行星磨、砂磨或振磨的方式，均勻混合的時間為2-10個小時。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的方法將主成分磷酸鐵鋰含量不同的磷酸鐵鋰正極 材料通過均勻混合，對磷酸鐵鋰正極材料進行粒度調(diào)整和表面預處理，混合處理后能有效 改善料漿的固含量和粘度，從而提高了料漿的涂覆性能，進一步改善了正極片的壓實密度 提高了正極片單位體積中的容量密度，試驗亦表明預處理后的磷酸鐵鋰正極材料添加導電 劑和粘結(jié)劑制作成的磷酸鐵鋰電池正極片改善了掉粉問題，具有更優(yōu)的電化學性能。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，其中，所述的磷酸鐵鋰正極材料的主成分磷酸鐵鋰含量在92%_98%之間。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的方 法中，正極活性物質(zhì)磷酸鐵鋰含量在92%以上，即可實現(xiàn)本發(fā)明目的；而磷酸鐵鋰含量超過 98%以后，正極材料區(qū)別不大，無法實現(xiàn)真正意義上的不同正極材料之間的預處理。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，其中，所述的 磷酸鐵鋰正極材料任意兩種按1:5 5:1的比例混合。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，其中，所述的 均勻混合采用球磨、行星磨或振磨的方式。之所以優(yōu)選行星磨、振磨或球磨的方式，是因為 這三種方式可以在固態(tài)下同時進行材料的粒度和比表面積的調(diào)整。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，其中，所述的 均勻混合的時間為3-6個小時?？稍诤侠淼臅r間內(nèi)實現(xiàn)本發(fā)明目的，利于控制生產(chǎn)過程。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明通過對活性物質(zhì)磷酸鐵鋰正極材料的預處理，混合預處理后的活性物質(zhì)能有效 改善料漿的固含量和粘度，以此提高涂覆性能；能改善壓實密度從而提高單位體積中的容 量密度；能有效的改善電池制作效率，同時能夠減少制作成電芯或者電池后所產(chǎn)生的掉料 問題，有利于提高所做電池的克容量和倍率特性。有利于磷酸鐵鋰電池更快的應用于新能 源低碳行業(yè)領域中。
圖1是本發(fā)明實施例1電池的充放電曲線圖。圖2是本發(fā)明實施例2電池的充放電曲線圖。圖3是本發(fā)明實施例3電池的充放電曲線圖。圖4是本發(fā)明對比例1電池的充放電曲線圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，更具體地說明本發(fā)明的內(nèi)容。應當理解，本發(fā)明的實施并不局 限于下面的實施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護范圍。在本發(fā)明中，若非特指，所有的設備和原料等均可從市場購得或是本行業(yè)常用的。 下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常規(guī)方法。實施例1 將磷酸鐵鋰含量分別為擬％和95%的兩種磷酸鐵鋰正極材料按1:2的重量比配比，共 700g在行星式球磨機中混合3個小時，得到預處理料，然后加入33克sp (即炭黑)導電劑， 在真空攪拌機中(大氣壓在-0. Impa)繼續(xù)混合2個小時，得到的混合物加入IOOOg預先混 合好的粘度在IOOOOmPa · s以內(nèi)的粘結(jié)劑1013漿料，在真空攪拌機中(大氣壓在_0. Impa) 繼續(xù)混合6個小時，得到磷酸鐵鋰正極材料料漿。所得的磷酸鐵鋰正極材料料漿經(jīng)涂覆工 序后制成面密度為110g/m2的正極片，然后用雙輥壓機壓制并經(jīng)后期電池制作工藝制成電 池。本實施例得到的電池進行電化學性能測試，其檢測結(jié)果見表1和圖1。實施例2將磷酸鐵鋰含量分別為92%、95%和97%的三種磷酸鐵鋰正極材料按1:5:1的重量比配 比，共700g在球磨機中混合3個小時，得到預處理料，然后加入33克sp (即炭黑)導電劑， 在真空攪拌機中(大氣壓在-0. Impa)繼續(xù)混合2個小時，得到的混合物加入IOOOg預先混 合好的粘度在IOOOOmPa · s以內(nèi)的粘結(jié)劑1013漿料，在真空攪拌機中(大氣壓在_0. Impa) 繼續(xù)混合6個小時，得到磷酸鐵鋰正極材料料漿。所得的磷酸鐵鋰正極材料料漿經(jīng)涂覆工 序后制成面密度為110g/m2的正極片，然后用雙輥壓機壓制并經(jīng)后期電池制作工藝制成電 池。本實施例得到的電池進行電化學性能測試，其檢測結(jié)果見表1和圖2。實施例3將磷酸鐵鋰含量分別為擬％、95%和98%的三種磷酸鐵鋰正極材料按1:4:1的重量 比配比，共700g在振動研磨機中混合3個小時，得到預處理料，然后加入33克sp (即炭 黑)導電劑，在真空攪拌機中(大氣壓在-0. Impa)繼續(xù)混合2個小時，得到的混合物加入 IOOOg預先混合好的粘度在IOOOOmPa .s以內(nèi)的粘結(jié)劑1013漿料，在真空攪拌機中(大氣壓 在-0. Impa)繼續(xù)混合6個小時，得到磷酸鐵鋰正極材料料漿。所得的磷酸鐵鋰正極材料料 漿經(jīng)涂覆工序后制成面密度為110g/m2的正極片，然后用雙輥壓機壓制并經(jīng)后期電池制作 工藝制成電池。本實施例得到的電池進行電化學性能測試，其檢測結(jié)果見表1和圖3。對比例1首先在預先混合好的粘度在IOOOOmPa · s以內(nèi)的粘接劑1013漿料IOOOg中，加入33 克sp導電劑混合2個小時，然后加入單體磷酸鐵鋰正極材料700g，繼續(xù)混合8個小時，所得 料漿經(jīng)涂覆工序后制成面密度為110g/m2的正極片，然后用雙輥壓機壓制并經(jīng)后期電池制 作工藝制成電池。本對比例得到的電池進行電化學性能測試，其檢測結(jié)果見表1和圖4。表1實施例和對比例的電池電化學性能測試結(jié)果
權利要求
1.一種磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，包括料漿制備和涂覆工序，其特征在于所 述的料漿制備工序中采用的磷酸鐵鋰正極材料按下述方法進行預處理將主成分磷酸鐵鋰含量不同的兩種以上磷酸鐵鋰正極材料進行均勻混合，所述的均勻 混合采用球磨、超細磨、行星磨、砂磨或振磨的方式，均勻混合的時間為2-10個小時。
2.根據(jù)權利要求1所述的磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，其特征在于，所述的磷酸 鐵鋰正極材料的主成分磷酸鐵鋰含量在92%-98%之間。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，其特征在于，所述的磷 酸鐵鋰正極材料任意兩種按1:5 5:1的比例混合。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，其特征在于，所述的 均勻混合采用球磨、行星磨或振磨的方式。
5.根據(jù)權利要求3所述的磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，其特征在于，所述的均勻 混合采用球磨、行星球磨或振磨的方式。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，其特征在于，所述的 均勻混合的時間為3-6個小時。
7.根據(jù)權利要求5所述的磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，其特征在于，所述的均勻 混合的時間為3-6個小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰離子電池領域，具體公開了一種磷酸鐵鋰電池正極片的制造方法，包括漿料制備和涂覆工序，其中所述的料漿制備工序中采用的磷酸鐵鋰正極材料按下述方法進行預處理將主成分磷酸鐵鋰含量不同的兩種以上磷酸鐵鋰正極材料進行均勻混合，所述的均勻混合采用球磨、超細磨、行星球磨、砂磨或振磨的方式，均勻混合的時間為2-10個小時。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有技術中普遍存在的極片涂覆困難、制備的電芯或者電池出現(xiàn)掉料等問題，能夠改善磷酸鐵鋰材料涂覆性能、提高壓實密度從而改善電池的電化學性能。
文檔編號H01M4/1397GK102054977SQ20101029006
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權日2010年9月25日
發(fā)明者任紆青, 周曉棟, 徐君 申請人:橫店集團東磁股份有限公司