[发明专利]聚合物锂离子电池及电池正极片的制造方法

说明书

 技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，更具体的说，涉及一种聚合物锂离子电池及电池正极片的制造方法。

背景技术

   目前所用的锂离子电池一般为正负极片浸渍在电解液中，这种结构使得电解液泄露成为可能，且当电池在过充、过热时，很容易发生热失控，导致电池爆炸或燃烧，对使用设备和使用人员造成伤害。目前所用的锂离子动力电池的正极材料主要由钴酸锂制造而成，由于钴酸锂电池的安全性能较差，且在进行大电流放电时电池的温度较高，而钴酸锂本身的高温性能差，导致钴酸锂电池长期进行大电流放电循环会大大缩短其使用寿命，故钴酸锂电池不适宜应用在电动工具、汽车启动电源等高倍率大功率动力型电池产品领域中。

虽然使用磷酸铁锂材料来制造电极片就能够消除钴酸锂电池的安全隐患，但因磷酸铁锂自身材料的特性，使得磷酸铁锂材料的加工性能差，容易出现脱粉和掉料，目前为了改善磷酸铁锂材料的加工性能，通常要对磷酸铁锂材料进行改性处理，再在磷酸铁锂材料中添加较多的粘结剂来制作极片。但是，上述方法会影响制造而成的磷酸铁锂电极片的高导电性，导致磷酸铁锂电池不能实现高倍率放电和大电流快速充电的功能。目前为了兼顾材料的加工性能，现有的磷酸铁锂电池仅可20C以下倍率放电，且不具备快速充电的功能，所需的充电时间长，不能满足电动工具、汽车启动电源等要求电池25C超高倍率大电流持续放电的高倍率动力型产品领域的应用要求。

发明内容

    本发明的目的在于针对现有技术存在的缺点，提供了一种性能稳定，使用寿命长，高安全、高倍率放电性能良好聚合物的锂离子电池及其制造方法。 

本发明所述的高安全性高动力性的锂离子聚合物电池由长条状的正极片和负极片以及凝胶电解质和电池壳组成，其由下到上的组装顺序为：正极片、凝胶电解质、负极片、凝胶电解质、正极片、凝胶电解质、负极片、凝胶电解质，以上层叠好的长条卷起来，成为电池芯，然后将电池芯用绝缘的铝塑薄膜包裹起来，放在电池壳内，将正极片和负极片的极耳分别连接在电池壳外部的两个与用电器接触的金属片上，用激光焊将电池壳封口。

其中的正极制备方法为：

（1）选取重量配比为90％～92％的Li(Li_0.2Ni_0.15+0.5xCo_0.1Mn_0.55-0.5x)O_2-xF_x作为正极活性物质，其中0<x≦1；、0.1-1％的纳米碳纤维、3％～5％的人造锂皂土、1.5％～2.0％的聚氧乙烯山梨糖醇酐单椰子脂肪酸或聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯，和1.1％～3.6％的聚偏氟乙烯作为正极浆料的原料；

（2）将（1）中的纳米碳纤维、聚偏氟乙烯和正极活性物质均在真空度低于-0.08Mpa的条件下进行真空烘烤，烘烤的温度为100～120℃，烘烤的时间为2～3小时；

（3）将（1）中的聚氧乙烯山梨糖醇酐单椰子脂肪酸或聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯加入到50～60％的N-甲基吡咯烷酮中得到混合液甲，在50～60℃下搅拌2小时后，将（2）中的聚偏氟乙烯、纳米碳纤维加入该混合液甲中在温度为50～60℃的条件下真空搅拌1小时，然后在循环水冷却的条件下真空搅拌1.5～2.5小时，得到混合液乙；

（4）将（2）中经过烘烤后的正极活性物质加入到混合液乙中，搅拌2～3小时而得到正极浆料，该正极浆料的固含量为54％～55％；

（5）将（4）中的正极浆料均匀的涂布到长条形铝箔的上下表面，然后将其浸渍在纳米氧化铝溶液中10分钟后，取出干燥，制得正极片，所述正极片中正极浆料的面密度在15～20mg/cm²之间；

其中的负极片通过以下方法制造：

（1）    将石墨、羧甲基纤维素钠聚苯乙烯丁橡胶按90∶3∶7配比溶于水中制成浆料；

（2）    将浆料涂敷于铜箔两面，负极单面涂覆面密度为10mg/cm²；

（3）    将（2）中的涂敷了负极浆料的铜箔在80-100℃真空干燥后，辊压、裁剪制成负极极片。