[发明专利]电池正极极片制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池正极极片制造技术领域，特别涉及一种锂离子电池磷酸铁锂正极极片的制造方法。 

背景技术

磷酸铁锂电池因其具有长寿命、安全可靠、性能优异、材料资源丰富、平台稳定和无记忆效应等优点，近年来成为人们关注的焦点，其相关产业发展迅速，应用范围得到很大普及，已成为国内重要的重要产业领域。磷酸铁锂电池的核心技术是电池正极片的制造。正极极片可以用PVDF（聚偏四氟乙烯）或水溶性粘接剂作为粘接剂，加入导电剂和活性物质后，制成浆料，涂布在铝箔上制成。正极极片传统的操作工艺是：先制作磷酸铁锂电池的正极活性物质材料即磷酸铁锂，再进行烘干、配料、制浆、涂布，再经过烘干、压实、裁片等一系列加工制成极片。 

上述正极极片制备过程已经很成熟，并被国内外厂家广泛采用。但其中存在很多问题：一方面，合成磷酸铁锂的过程需在特殊设备中进行反应，往往这些设备少则几十万元多则几百万元，再加日常维护费用，在很大程度上提高了正极材料的成本；另一方面，在上述合成过程中需要提供高温、保护气体等特殊环境气氛，无疑这些条件都增加了实际材料合成的苛刻条件，难于掌握，造成了磷酸铁锂材料性能的不稳定。传统上磷酸铁锂材料的制备工艺生产周期较长，仅烧结过程就长达十几小时甚至几十小时的时间，降低了经济效益。实际上，目前国内磷酸铁锂材料性能不稳定是一个行业难题。 

如何简化操作工艺过程，降低能源消耗，降低设备投入从而降低电池的制造成本，已成为国内外各个企业需要亟待解决的问题。 

发明内容

（一）要解决的技术问题 

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，本发明提供一种锂离子电池磷酸铁锂正极极片的制造方法，实现简化磷酸铁正极极片生产工艺过程，减少其生产上高额设备投入，降低其生产过程中对能源、资源消耗。 

（二）技术方案 

本发明提供一种电池正极极片制造方法，包括以下步骤： 

S1：将无水磷酸铁与粘结剂、导电剂和溶剂进行混合打浆，制成稳定浆料，在铝箔带上涂布、烘干，制成正极极片； 

S2：将S1中的正极极片进行电化学处理，电化学处理溶液内含有硝酸锂和氢氧化锂； 

S3：将S2的中含硝酸锂和氢氧化锂的正极极片进行去离子水清洗、烘干、压实，制成磷酸铁锂正极极片。 

其中，在S1中，无水磷酸铁的重量百分比为：30%~50%；粘结剂为聚偏氟乙烯，其重量百分比为：1%~10%；导电剂的重量百分比为：1%~10%；溶剂为N-甲基吡咯烷酮，其重量百分比为：30%~68%。 

其中，所述导电剂为超级碳黑、导电碳黑、碳纤维或碳纳米管中的一种或多种。 

其中，在S2中，电化学处理溶液内硝酸锂的浓度为5%~25%。 

其中，在S2中，电化学处理溶液内氢氧根与锂离子的消耗浓度相同。 

其中，在S2中，所述正极极片进行电化学处理的时间为10~30小时。 

其中，在S2中所述的电化学处理在电化学处理槽内进行，在所述电化学处理槽内设置第一组电极板和第二组电极板，每组电极板上下对应设置，所述第一组电极板的相对极片电压为-1.0V~-1.2V，所述第二组电极板的相对极片电压为-1.7V~-2V；所述电极片先经过第 一组电极板，再经过第二组电极板。 

其中，S2还包括：向所述电化学处理槽内通入电流10~20小时，电流密度以将所述正极极片上的磷酸铁全部转变为磷酸铁锂为标准。 

（三）有益效果 

本发明电池正极极片制造方法采用电化学法，直接将磷酸铁合成为磷酸铁锂，其中采用无水磷酸铁，使磷酸铁锂合成过程非常稳定，也使电池性能非常稳定更新了传统合成工艺，无需传统合成磷酸铁锂所需要的生产设备以及生产条件，在很大程度上减少了设备投入，降低了材料的成本，便于大批量、连续化生产，合成制备过程周期比传统合成制备过程生产周期大幅度缩短，提高了生产效率，从而进一步提高了经济效益。 

附图说明

图1为本发明电池正极极片制造方法步骤图； 

图2为本发明电化学处理槽结构原理图； 

图3为本发明电池正极极片制造过程示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 

如图1所示，本发明提供一种电池正极极片制造方法，包括以下步骤：