一种聚合物电池正极的制作方法

文档序号:8540935阅读:440来源:国知局
一种聚合物电池正极的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚合物电池,具体涉及一种聚合物电池正极的制作方法,尤其适用于容量达到1000AH的大容量聚合物锂离子电池。
【背景技术】
[0002]聚合物锂离子电池是在液态锂离子电池的基础上发展起来的第二代锂离子电池,它具有工作电压高,能量密度高,循环寿命长等优点,也由于其不再含有游离的电解液,用质量较轻的铝塑复合膜来封装,因此比能量高,安全性能更好,而受到业内的青睐。当前的聚合物锂离子电池仅在小电池(1Ah以下)生产方面有成熟技术,其产品也普遍地应用于各类小型便携式电子产品上,如MP3,MP4、数码相机、PDA等,目前,单块10Ah以下大型聚合物锂离子电池已被研发并试制,其主要的针对对象是小型动力系统如电动自行车、电动摩托车、UPS电源灯,而单体100Ah超大容量动力聚合物锂离子电池的研发并试制成功,打破了聚合物锂离子电池在国内乃至国际上的空白。单体大容量相对小电池其最大优点是电池不用并联直接串联达到须求电压,减少了电池数量,减少电池管理电路,减小故障概率。
[0003]纵观当今锂离子电池的发展,自索尼公司1991年售价商业化生产后,至今也只有20多年的发展历史,但随着科技的日新月异以及人们对安全性的要求越来越高,这种以金属壳为包装的锂离子电池局限性日益突出,由于采用金属壳密封结构,一旦出质量问题,很容易发生电池起火爆炸,所以国内外电池制造商都不敢讲电池容量做大,金属壳类锂离子电池也限于传统IT和通讯行业使用,这种电池被称为第一代锂离子电池(也叫液态锂离子电池)我国的锂离子电池生产从上世纪90年代开始,至今与国外技术相比,仍然落后,一流品牌的电子产品配电还是日韩电池的天下。针对第一代锂离子电池的不足,我国在上世纪90年代么就开始了第二代锂离子电池——聚合物锂离子电池的研发和商业化生产,与日本等先进发达国家同事起步,发展至今聚合物锂离子电池技术以相当成熟,不过无论是国外还是国内,聚合物锂离子电池的大规模化生产主要还是定位传统IT和通讯行业,电池的容量大小与第一大液态锂离子电池基本一样,因为一旦电池容量做大,电池的安全性,高放电性成为锂电池发展的瓶颈,而我们首先从设计上打破常规,采用当今最先进的聚合物结构,成功解决这一难题,也使得聚合物锂离子电池的技术先进性得到充分的体现。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种能量密度高、发热量小、性能稳定的能够实现电池大电流放电的聚合物电池的正极的制作方法。
[0005]本发明所采取的技术方案如下:
一种聚合物电池正极的制作方法,其步骤如下:
步骤1:配置正极浆料:
按照如下质量百分比,将24%~27%的磷酸铁锂、2%~3%的导电剂、2%~3%的粘合剂和3%~4%的增塑剂加入到65°/『69%的丙酮溶剂中形成混合物,将上述混合物在真空状态下搅拌均匀,配置成正极浆料;
步骤2:制作正极膜片:
将配制好的所述正极浆料均匀涂覆于载体聚对苯二甲酸乙二醇酯上,经烘干处理后制成正极膜片,所述正极膜片的厚度在250mm~270mm之间;由于正极浆料为流动的膏状,涂覆在载体上的正极浆料在未干之前不做厚度测量,以烘干后正极膜片厚度为准;
步骤3:制作正极极片:
将步骤2中制成的所述正极膜片在电加热的条件下经辊压机挤压粘合在正极集流体上,制成正极极片,其粘合后的厚度在150mm~170mm之间;
步骤4:冲切成型:
根据不同客户需求,冲切成不同大小的正极极片。
[0006]进一步的,所述步骤3中正极膜片和正极集流体挤压粘合到一起的压力范围为0.4-0.5mpa,其所需温度范围为130-140°C。
[0007]进一步的,所述导电剂为乙炔黑、导电炭黑Super P、碳纳米管或石墨稀。
[0008]进一步的,所述粘合剂为聚偏氟乙稀。
[0009]进一步的,所述增塑剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的一种或几种。
[0010]进一步的,所述正极集流体为铝箔或铝网。
[0011]与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
与传统的正极结构相比,由于本发明采用热复合的方式将正极膜片和正极集流体挤压粘合到一起,大大改善了电池正极中的磷酸铁锂,即正极活性物质,与正极集流体的接触面积,正极集流体为铝箔或铝网,增加锂离子传输的路径。
[0012]另外,本发明使用的正极浆料的质量百分比,既保证了导电能力,提高了电池倍率性能,又降低电池发热量,根据电池容量使用不同大小的刀模进行冲切,对于大容量电池,正极极片的面积越大,这样也能够进一步减小电流密度,降低发热量,综上所述,本发明提高了电池的能量密度,有效解决了大动力热效应问题,从而实现了电池在高能量密度下的大流量放电,使用本方法可满足电池瞬间30C以上的放电,一般现有电池只能满足1C以内的放电。
【附图说明】
[0013]图1为方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图1及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0015]实施例1,如图1所示:
一种聚合物电池的正极的制作方法,具体步骤如下:
步骤1:配置正极浆料:
按照如下质量百分比,将24%的磷酸铁锂、3%的导电剂、3%的粘合剂和4%的增塑剂加入到66%的丙酮溶剂中形成混合物,将上述混合物在真空状态下搅拌均匀,配置成正极浆料;
步骤2:制作正极膜片:
将配制好的所述正极浆料均匀涂覆于载体聚对苯二甲酸乙二醇酯上,经烘干处理后制成正极膜片,所述正极膜片的厚度为250mm ;
步骤3:制作正极极片:
将步骤2中制成的所述正极膜片在电加热的条件下经辊压机挤压粘合在正极集流体上,其挤压粘合压力为0.5mpa,其所需温度范围为130°C,制成正极极片,所述正极极片的厚度为150mm ;
步骤4:冲切成型:
根据不同客户需求,冲切成不同大小的正极极片。
[0016]电池即使一样面积的刀模冲出的电极也可以容量不一样,因电池容量大小还和内部使用的极片片数有关,同尺寸极片,做成一款电池,使用极片片数越多容量越高,使用极片片数越少容量越低。
[0017]进一步的,所述导电剂为乙炔黑。
[0018]进一步的,所述粘合剂为聚偏氟乙稀。
[0019]进一步的,所述增塑剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯中的一种或几种。
[0020]进一步的,所述正极集流体为铝箔。
[0021]实施例2,如图1所示:
一种聚合物电池的正极的制作方法,具体步骤如下:
步骤1:配置正极浆料:
按照如下质量百分比,将25%的磷酸铁锂、2%的导电剂、3%的粘合剂和
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