CN102403485B - 双性活性材料电极的锂电池极片及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双性活性材料电极的锂电池及其生产方法，包括正极片及负极片，其特征在于在所述正、负极片的一面涂覆粘结电池活性材料的A面涂层，所述A面涂层为电池活性材料和水性粘合剂及抗氧化剂，所述水性粘合剂包括聚四氟乙烯或丁苯乳胶，水性粘合剂与抗氧化剂重量比为100：1.8±0.2；正、负极片的另一面涂覆粘结电池活性材料的B面涂层，所述B面涂层为电池活性材料及油性粘合剂，所述油性粘合剂为聚偏氟乙烯。其优点为：在本不降低现通用技术产品性能（如电池比容量、电池的循环性）的前提下，极大的提高双性活性材料电池产品的使用安全性，提高产品的充放电倍率；降低电池内阻和产品制造成本，进一步提高锂离子电池产品的社会效益和经济效益。

Description

双性活性材料电极的锂电池极片及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种双性活性材料电极的锂电池极片及其生产方法。

背景技术

目前，锂离子电池产品均采用单一油性粘合剂作为电池正、负极活性物粘合剂制作成油性活性材料电池极片。由于粘合剂属高分子材料合成，其最致命的缺点就是老化；加工、贮存和使用的各个阶段都会发生材料的性能变坏，如相对分子量下降、脆化和表面龟裂，更为严重的是冲击强度、柔韧性、拉伸强度和伸长率等力学性能的大幅度下降，从而影响锂电池的性能和寿命。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种可以迟缓材料的老化，材料的性能不会化生变化，减少机械对材料表面磨损的双性活性材料电极的锂电池极片及其生产方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种双性活性材料电极的锂电池，包括正极片及负极片，其特征在于在所述正、负极片的一面涂覆粘结电池活性材料的A面涂层，所述A面涂层为电池活性材料和水性粘合剂及抗氧化剂，所述水性粘合剂包括聚四氟乙烯或丁苯乳胶，水性粘合剂与抗氧化剂重量比为100：1.8±0.2；正、负极片的另一面涂覆粘结电池活性材料的B面涂层，所述B面涂层为电池活性材料及油性粘合剂，所述油性粘合剂为聚偏氟乙烯。

所述正极片的材料为磷酸铁锂或锰酸锂或钴酸锂。

在本技术方案中，双性活性材料电极的锂电池极片的一种生产方法，其特征在于对于生产磷酸铁锂电池的步骤如下：

（一）取硫脲（CH₄N₂S）溶于去离子水中，浓度为1.5%±20%；

（二）取过渡金属化合物(C₅H₅)₂Fe并溶于去离子水中，浓度为4.5%±20%；

（三）将步骤（一）所得到的硫脲及步骤（二）所得到的过渡金属化合物按重量比为1：100混合，搅拌机转速15±2转/分，搅拌30～35分钟制成抗氧化剂；

（四）将充分均匀混合的抗氧化剂储存于避光密封的室温条件下静置6～7天，待用；

（五）、原料配比：

正极材料包括80%～90%的磷酸铁锂材料、8%～12%的导电剂纳米碳管、2%～7%的油性粘合剂及2%～7%的分散剂NMP或2%～7%的水性粘合剂SBR，所述磷酸铁锂材料的颗粒直径为30μm～50μm,导电剂纳米碳管的颗粒直径为5nm～50nm,正极基带为铝箔；

负极材料包括83%～88%的石墨，8%～12%的导电剂纳米碳管、2%～4%的粘合剂油性及2%～4%的分散剂NMP或水性粘合剂SBR，所述导电剂纳米碳管的颗粒直径为5nm～50nm，负极基带为铜箔。

（六）制浆：

⑴将磷酸铁锂材料与导电剂纳米碳管按重量比份初步混合，球磨时间为2小时；

⑵球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次间隔30±2分钟，温度设置为80℃±5%，按重量比份将粘合剂与分散剂同时加入，低速搅拌转速为15±2转/分；第三次缓慢加入抗氧化剂；第四次进入高速搅拌45±2转/分；

⑶真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌30±2分钟；动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分；

⑷浆料存放：将合格浆料至于室温密闭避光真空罐内，静置时间不得超过4小时。否则必须连接搅拌机低速搅拌30分钟，再进入涂布工序；

（七）涂布：

⑴涂布设备的进料容器必须配备有搅拌器，以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一。

⑵烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异，以三段温度设置为例，进料口的前段在80～90℃，中段设为60～70℃，尾段温度为常温。以保证极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却，在出带口接近常温，使极带柔韧便于卷绕。

（八）卷绕：

将所述正、负极片的一面涂覆水性活性材料的A面涂层，另一面涂覆油性活性材料的B面涂层；制作电池卷芯时，将B面涂层卷绕于卷芯外侧，A面涂层卷绕于卷芯内侧；

（九）将卷芯装入钢壳，经注入电解液、化成充电，即制成双性活性材料磷酸铁锂电池。

在本技术方案中，双性活性材料电极的锂电池极片的另一种生产方法，其特征在于对于生产钴酸锂电池的步骤如下：

（一）取硫脲（CH₄N₂S）溶于去离子水中，浓度为1.3%±15%；

（二）取过渡金属化合物（Ni(CO)₄），溶于去离子水中，浓度为5%±15%；

（三）将步骤（一）所得到的硫脲及步骤（二）所得到的过渡金属化合物（Ni(CO)₄）按重量比为1：100混合，搅拌机转速15±2转/分，搅拌35～40分钟，制得抗氧化剂；

（四）将充分均匀混合的抗氧化剂储存于避光密封的室温条件下静置6～7天，待用；

（五）原料配比：

正极材料包括80%～88%的的钴酸锂LiCoO₂，3%～9%的石墨导电剂、2%～4%的硅粉粒、2%～4%的油性粘合剂PVDT及2%～4%的分散剂NMP或水性粘合剂，所述硅粉粒径为20nm-50nm，所述分散剂是浓度为20%的乙醇水溶液；

负极材料包括88%～95%的碳材料，1%～4%的硅粉导电剂、2%～4%的油性粘合剂PVDT及2%～4%的分散剂NMP，所述分散剂是浓度为20%的乙醇水溶液；

（六）制浆：

⑴将钴酸锂及石墨导电剂粉料按重量比份初步混合，球磨时间为2小时；

⑵球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次间隔30±2分钟，温度设置为80℃±5%，按重量比份将粘合剂与分散剂同时加入，低速搅拌转速为15±2转/分；第三次缓慢加入抗氧化剂；第四次进入高速搅拌45±2转/分；

⑶真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌30±2分钟；动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分；

⑷浆料存放：将合格浆料至于室温密闭避光真空罐内，静置时间不得超过4小时，否则必须连接搅拌机低速搅拌30分钟，再进入涂布工序；

（七）涂布：

⑴涂布设备的进料容器必须配备有搅拌器，以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一；

⑵烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异，以三段温度设置为例，进料口的前段在80～90℃，中段设为60～70℃，尾段温度更低甚至可为常温。以保证正极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却，在出带口接近常温，使极带柔韧便于卷绕；

（八）卷绕：

将所述正、负极片的一面涂覆水性活性材料的A面涂层，另一面涂覆油性活性材料的B面涂层；制作电池卷芯时，将B面涂层卷绕于卷芯外侧，A面涂层卷绕于卷芯内侧；

（九）将卷芯装入钢壳，经注入电解液、化成充电，即制成双性活性材料磷酸铁锂电池。

本发明与现有技术相比的优点为：在本不降低现通用技术产品性能（如电池比容量、电池的循环性）的前提下，极大的提高双性活性材料电池产品的使用安全性，提高产品的充放电倍率；降低电池内阻和产品制造成本，进一步提高锂离子电池产品的社会效益和经济效益。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明做进一步的详述：

实施例一

其是一种双性活性材料电极的锂电池，包括正极片及负极片，本发明特点是在所述正、负极片的一面涂覆粘结电池活性材料的A面涂层，所述A面涂层为电池活性材料和水性粘合剂及抗氧化剂，所述水性粘合剂包括聚四氟乙烯或丁苯乳胶，水性粘合剂与抗氧化剂重量比为100：1.6；正、负极片的另一面涂覆粘结电池活性材料的B面涂层，所述B面涂层为电池活性材料及油性粘合剂，所述油性粘合剂为聚偏氟乙烯。

在本实施例中，所述正极片的材料为磷酸铁锂电池。

在本实施例中，对于生产磷酸铁锂电池的步骤如下：

（一）取硫脲（CH₄N₂S）溶于去离子水中，浓度为1.2%；

（二）取过渡金属化合物(C₅H₅)₂Fe并溶于去离子水中，浓度为3.6%；

（三）将步骤（一）所得到的硫脲及步骤（二）所得到的过渡金属化合物按重量比为1：100混合，搅拌机转速13转/分，搅拌35分钟制成抗氧化剂；

（四）将充分均匀混合的抗氧化剂储存于避光密封的室温条件下静置6天，待用；

（五）、原料配比：

正极材料包括80%的磷酸铁锂材料、12%的导电剂纳米碳管、3%的油性粘合剂及5%的分散剂NMP或5%的水性粘合剂SBR，所述磷酸铁锂材料的颗粒直径为30μm,导电剂纳米碳管的颗粒直径为5nm,正极基带为铝箔；

负极材料包括83%的石墨，12%的导电剂纳米碳管、4%的粘合剂油性及1%的分散剂NMP或水性粘合SBR，所述导电剂纳米碳管的颗粒直径为5nm，负极基带为铜箔。

（六）制浆：

⑴将磷酸铁锂材料与导电剂纳米碳管按重量比份初步混合，球磨时间为2小时；

⑵球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次间隔28分钟，温度设置为76℃，按重量比份将粘合剂与分散剂同时加入，低速搅拌转速为13转/分；第三次缓慢加入抗氧化剂；第四次进入高速搅拌43转/分；

⑶真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌28分钟；动力混合机参数设置：公转为8分钟，自转为6转/分；

⑷浆料存放：将合格浆料至于室温密闭避光真空罐内，静置时间不得超过4小时，否则必须连接搅拌机低速搅拌30分钟，再进入涂布工序；

（七）涂布：

⑴涂布设备的进料容器必须配备有搅拌器，以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一；

⑵烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异，以三段温度设置为例，进料口的前段在80℃，中段设为70℃，尾段温度为常温。以保证极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却，在出带口接近常温，使极带柔韧便于卷绕；

（八）卷绕：

将所述正、负极片的一面涂覆水性活性材料的A面涂层，另一面涂覆油性活性材料的B面涂层；制作电池卷芯时，将B面涂层卷绕于卷芯外侧，A面涂层卷绕于卷芯内侧；

（九）将卷芯装入钢壳，经注入电解液、化成充电，即制成双性活性材料磷酸铁锂电池。

实施例二

在本实施例中，对于生产磷酸铁锂电池的步骤如下：

（一）取硫脲（CH₄N₂S）溶于去离子水中，浓度为1.8%；

（二）取过渡金属化合物(C₅H₅)₂Fe并溶于去离子水中，浓度为5.4%；

（三）将步骤（一）所得到的硫脲及步骤（二）所得到的过渡金属化合物按重量比为1：100混合，搅拌机转速17转/分，搅拌35分钟制成抗氧化剂；

（四）将充分均匀混合的抗氧化剂储存于避光密封的室温条件下静置7天，待用；

（五）、原料配比：

正极材料包括88%的磷酸铁锂材料、8%的导电剂纳米碳管、2%的油性粘合剂及2%的分散剂NMP或2%的水性粘合剂SBR，所述磷酸铁锂材料的颗粒直径为50μm,导电剂纳米碳管的颗粒直径为50nm,正极基带为铝箔；

负极材料包括88%的石墨，8%的导电剂纳米碳管、2%的粘合剂油性及2%的分散剂NMP或水性粘合剂SBR，所述导电剂纳米碳管的颗粒直径为50nm，负极基带为铜箔。

（六）制浆：

⑴将磷酸铁锂材料与导电剂纳米碳管按重量比份初步混合，球磨时间为2小时；

⑵球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次间隔32分钟，温度设置为84℃，按重量比份将粘合剂与分散剂同时加入，低速搅拌转速为17转/分；第三次缓慢加入抗氧化剂；第四次进入高速搅拌47转/分；

⑶真空混合：将所述动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌32分钟；动力混合机参数设置：公转为12分钟，自转为10转/分；

⑷浆料存放：将合格浆料至于室温密闭避光真空罐内，静置时间不得超过4小时，否则必须连接搅拌机低速搅拌30分钟，再进入涂布工序；

（七）涂布：

⑴涂布设备的进料容器必须配备有搅拌器，以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一；

⑵烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异，以三段温度设置为例，进料口的前段在90℃，中段设为60℃，尾段温度为常温。以保证极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却，在出带口接近常温，使极带柔韧便于卷绕；

（八）卷绕：

将所述正、负极片的一面涂覆水性活性材料的A面涂层，另一面涂覆油性活性材料的B面涂层；制作电池卷芯时，将B面涂层卷绕于卷芯外侧，A面涂层卷绕于卷芯内侧；

（九）将卷芯装入钢壳，经注入电解液、化成充电，即制成双性活性材料磷酸铁锂电池。

实施例三

对于生产磷酸铁锂电池的步骤如下：

（一）取硫脲（CH₄N₂S）溶于去离子水中，浓度为1.5%；

（二）取过渡金属化合物(C₅H₅)₂Fe并溶于去离子水中，浓度为4.5%；

（三）将步骤（一）所得到的硫脲及步骤（二）所得到的过渡金属化合物按按重量比为1：100混合，搅拌机转速15转/分，搅拌32分钟制成抗氧化剂；

（四）将充分均匀混合的抗氧化剂储存于避光密封的室温条件下静置6.5天，待用；

（五）、原料配比：

正极材料包括84%的磷酸铁锂材料、9%的导电剂纳米碳管、4%的油性粘合剂及3%的分散剂NMP或3%的水性粘合剂SBR，所述磷酸铁锂材料的颗粒直径为40μm,导电剂纳米碳管的颗粒直径为30nm,正极基带为铝箔；

负极材料包括85%的石墨，9%的导电剂纳米碳管、3%的粘合剂油性及3%的分散剂NMP或水性粘合剂SBR，所述导电剂纳米碳管的颗粒直径为30nm，负极基带为铜箔。

（六）制浆：

⑴将磷酸铁锂材料与导电剂纳米碳管按重量比份初步混合，球磨时间为2小时；

⑵球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次间隔30分钟，温度设置为80℃，按重量比份将粘合剂与分散剂同时加入，低速搅拌转速为15转/分；第三次缓慢加入抗氧化剂；第四次进入高速搅拌45转/分；

⑶真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌30分钟；动力混合机参数设置：公转为10分钟，自转为8转/分；

⑷浆料存放：将合格浆料至于室温密闭避光真空罐内，静置时间不得超过4小时，否则必须连接搅拌机低速搅拌30分钟，再进入涂布工序；

（七）涂布：

⑴涂布设备的进料容器必须配备有搅拌器，以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一；

⑵烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异，以三段温度设置为例，进料口的前段在85℃，中段设为65℃，尾段温度为常温。以保证极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却，在出带口接近常温，使极带柔韧便于卷绕；

（八）卷绕：

将所述正、负极片的一面涂覆水性活性材料的A面涂层，另一面涂覆油性活性材料的B面涂层；制作电池卷芯时，将B面涂层卷绕于卷芯外侧，A面涂层卷绕于卷芯内侧；

（九）将卷芯装入钢壳，经注入电解液、化成充电，即制成双性活性材料磷酸铁锂电池。

实施例四

其是一种双性活性材料电极的锂电池，包括正极片及负极片，本发明特点是在所述正、负极片的一面涂覆粘结电池活性材料的A面涂层，所述A面涂层为电池活性材料和水性粘合剂及抗氧化剂，所述水性粘合剂包括聚四氟乙烯或丁苯乳胶，水性粘合剂与抗氧化剂重量比为100：1.8；正、负极片的另一面涂覆粘结电池活性材料的B面涂层，所述B面涂层为电池活性材料及油性粘合剂，所述油性粘合剂为聚偏氟乙烯；

在本实施例中所述正极片的材料为钴酸锂；

对于生产钴酸锂电池的步骤如下：

（一）取硫脲（CH₄N₂S）溶于去离子水中，浓度为1.3%；

（二）取过渡金属化合物（Ni(CO)₄），溶于去离子水中，浓度为5%；

（三）将步骤（一）所得到的硫脲及步骤（二）所得到的过渡金属化合物按重量比为1：100混合，搅拌机转速15转/分，搅拌38分钟，制得抗氧化剂；

（四）将充分均匀混合的抗氧化剂储存于避光密封的室温条件下静置6天半，待用；

（五）原料配比：

正极材料包括85%的的钴酸锂LiCoO₂，6%的石墨导电剂、3%的硅粉粒、3%的油性粘合剂PVDT及3%的分散剂NMP或水性粘合剂，所述硅粉粒径为35nm，所述分散剂是浓度为20%的乙醇水溶液；

负极材料包括92%的碳材料，2%的硅粉导电剂、3%的油性粘合剂PVDT及3%的分散剂NMP，所述分散剂是浓度为20%的乙醇水溶液；

（六）制浆：

⑴将钴酸锂及石墨导电剂粉料按重量比份初步混合，球磨时间为2小时；

⑵球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次间隔30分钟，温度设置为80℃，按重量比份将粘合剂与分散剂同时加入，低速搅拌转速为15转/分；第三次缓慢加入抗氧化剂；第四次进入高速搅拌45转/分；

⑶真空混合：将所述动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌30分钟；动力混合机参数设置：公转为10分钟，自转为8转/分；

⑷浆料存放：将合格浆料至于室温密闭避光真空罐内，静置时间不得超过4小时。否则必须连接搅拌机低速搅拌30分钟，再进入涂布工序；

（七）涂布：

⑴涂布设备的进料容器必须配备有搅拌器，以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一；

⑵烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异，以三段温度设置为例，进料口的前段在85℃，中段设为65℃，尾段温度更低甚至可为常温。以保证正极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却，在出带口接近常温，使极带柔韧便于卷绕；

（八）卷绕：

将所述正、负极片的一面涂覆水性活性材料的A面涂层，另一面涂覆油性活性材料的B面涂层；制作电池卷芯时，将B面涂层卷绕于卷芯外侧，A面涂层卷绕于卷芯内侧；

（九）将卷芯装入钢壳，经注入电解液、化成充电，即制成双性活性材料磷酸铁锂电池。

实施例五

在本实施例中，对于生产钴酸锂电池的步骤如下：

（一）取硫脲（CH₄N₂S）溶于去离子水中，浓度为1.5%；

（二）取过渡金属化合物（Ni(CO)₄），溶于去离子水中，浓度为5.7%；

（三）将步骤（一）所得到的硫脲及步骤（二）所得到的过渡金属化合物按重量比为1：100混合，搅拌机转速17转/分，搅拌37分钟，制得抗氧化剂；

（四）将充分均匀混合的抗氧化剂储存于避光密封的室温条件下静置7天，待用；

（五）原料配比：

正极材料包括90%的的钴酸锂LiCoO₂，3%的石墨导电剂、2%的硅粉粒、2%的油性粘合剂PVDT及3%的分散剂NMP或水性粘合剂，所述硅粉粒径为50nm，所述分散剂是浓度为20%的乙醇水溶液；

负极材料包括95%的碳材料，1%的硅粉导电剂、2%的油性粘合剂PVDT及2%的分散剂NMP，所述分散剂是浓度为20%的乙醇水溶液；

（六）制浆：

⑴将钴酸锂及石墨导电剂粉料按重量比份初步混合，球磨时间为2小时；

⑵球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次间隔32分钟，温度设置为84℃，按重量比份将粘合剂与分散剂同时加入，低速搅拌转速为17转/分；第三次缓慢加入抗氧化剂；第四次进入高速搅拌47转/分；

⑶真空混合：将所述动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌32分钟；动力混合机参数设置：公转为12分钟，自转为10转/分；

⑷浆料存放：将合格浆料至于室温密闭避光真空罐内，静置时间不得超过4小时。否则必须连接搅拌机低速搅拌30分钟，再进入涂布工序；

（七）涂布：

⑴涂布设备的进料容器必须配备有搅拌器，以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一；

⑵烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异，以三段温度设置为例，进料口的前段在90℃，中段设为60℃，尾段温度更低甚至可为常温。以保证正极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却，在出带口接近常温，使极带柔韧便于卷绕；

（八）卷绕：

将所述正、负极片的一面涂覆水性活性材料的A面涂层，另一面涂覆油性活性材料的B面涂层；制作电池卷芯时，将B面涂层卷绕于卷芯外侧，A面涂层卷绕于卷芯内侧；

（九）将卷芯装入钢壳，经注入电解液、化成充电，即制成双性活性材料磷酸铁锂电池。

实施例六

对于生产钴酸锂电池的步骤如下：

（一）取硫脲（CH₄N₂S）溶于去离子水中，浓度为1.1%；

（二）取过渡金属化合物（Ni(CO)₄），溶于去离子水中，浓度为4.5%；

（三）将步骤（一）所得到的硫脲及步骤（二）所得到的过渡金属化合物按重量比为1：100混合，搅拌机转速13转/分，

搅拌35分钟，制得抗氧化剂；

（四）将充分均匀混合的抗氧化剂储存于避光密封的室温条件下静置6天，待用；

（五）原料配比：

正极材料包括80%的的钴酸锂LiCoO₂，8%的石墨导电剂、4%的硅粉粒、4%的油性粘合剂PVDT及4%的分散剂NMP或水性粘合剂，所述硅粉粒径为20nm，所述分散剂是浓度为20%的乙醇水溶液；

负极材料包括88%的碳材料，4%的硅粉导电剂、4%的油性粘合剂PVDT及4%的分散剂NMP，所述分散剂是浓度为20%的乙醇水溶液；

（六）制浆：

⑴将钴酸锂及石墨导电剂粉料按重量比份初步混合，球磨时间为2小时；

⑵球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次间隔28分钟，温度设置为76℃，按重量比份将粘合剂与分散剂同时加入，低速搅拌转速为13转/分；第三次缓慢加入抗氧化剂；第四次进入高速搅拌43转/分；

⑶真空混合：将所述动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌28分钟；动力混合机参数设置：公转为8分钟，自转为6转/分；

⑷浆料存放：将合格浆料至于室温密闭避光真空罐内，静置时间不得超过4小时，否则必须连接搅拌机低速搅拌30分钟，再进入涂布工序；

（七）涂布：

⑴涂布设备的进料容器必须配备有搅拌器，以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一；

⑵烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异，以三段温度设置为例，进料口的前段在80℃，中段设为70℃，尾段温度更低甚至可为常温。以保证正极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却，在出带口接近常温，使极带柔韧便于卷绕；

（八）卷绕：

将所述正、负极片的一面涂覆水性活性材料的A面涂层，另一面涂覆油性活性材料的B面涂层；制作电池卷芯时，将B面涂层卷绕于卷芯外侧，A面涂层卷绕于卷芯内侧；

（九）将卷芯装入钢壳，经注入电解液、化成充电，即制成双性活性材料磷酸铁锂电池。

Claims (4)

1.一种双性活性材料电极的锂电池，包括正极片及负极片，其特征在于在所述正、负极片的一面涂覆粘结电池活性材料的A面涂层，所述A面涂层为电池活性材料和水性粘合剂及抗氧化剂，所述水性粘合剂包括聚四氟乙烯或丁苯乳胶，水性粘合剂与抗氧化剂重量比为100：1.8±0.2；正、负极片的另一面涂覆粘结电池活性材料的B面涂层，所述B面涂层为电池活性材料及油性粘合剂，所述油性粘合剂为聚偏氟乙烯。

2.根据权利要求1所述的双性活性材料电极的锂电池，其特征在于所述正极片的材料为磷酸铁锂或锰酸锂或钴酸锂。

3.根据权利要求1或2所述的双性活性材料电极的锂电池极片生产方法，其特征在于对于生产磷酸铁锂电池的步骤如下：

（一）取硫脲（CH₄N₂S）溶于去离子水中，浓度为1.5%±20%；

（二）取过渡金属化合物(C₅H₅)₂Fe并溶于去离子水中，浓度为4.5%±20%；

（三）将步骤（一）所得到的硫脲及步骤（二）所得到的过渡金属化合物(C₅H₅)₂Fe按重量比为1：100混合，搅拌机转速15±2转/分，搅拌30～35分钟制成抗氧化剂；

（四）将充分均匀混合的抗氧化剂储存于避光密封的室温条件下静置6～

7天，待用；

（五）、原料配比：

正极材料包括80%～88%的磷酸铁锂材料、8%～12%的导电剂纳米碳管、2%～7%的油性粘合剂及2%～7%的分散剂NMP或2%～7%的水性粘合剂SBR，所述磷酸铁锂材料的颗粒直径为30μm～50μm,导电剂纳米碳管的颗粒直径为5nm～50nm,正极基带为铝箔；

负极材料包括83%～88%的石墨，8%～12%的导电剂纳米碳管、2%～4%的粘合剂油性及2%～4%的分散剂NMP或水性粘合剂SBR，所述导电剂纳米碳管的颗粒直径为5nm～50nm，负极基带为铜箔；

（六）制浆：

⑴将磷酸铁锂材料与导电剂纳米碳管按重量比份初步混合，球磨时间为2小时；

⑵球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次间隔30±2分钟，温度设置为80℃±5%，按重量比份将粘合剂与分散剂同时加入，低速搅拌转速为15±2转/分；第三次缓慢加入抗氧化剂；第四次进入高速搅拌45±2转/分；

⑶真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌30±2分钟；动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分；

⑷浆料存放：将合格浆料至于室温密闭避光真空罐内，静置时间不得超过4小时，否则必须连接搅拌机低速搅拌30分钟，再进入涂布工序；

（七）涂布：

⑴涂布设备的进料容器必须配备有搅拌器，以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一；

⑵烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异，以三段温度设置为例，进料口的前段在80～90℃，中段设为60～70℃，尾段温度为常温；以保证极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却，在出带口接近常温，使极带柔韧便于卷绕；

（八）卷绕：

将所述正、负极片的一面涂覆水性活性材料的A面涂层，另一面涂覆油性活性材料的B面涂层；制作电池卷芯时，将B面涂层卷绕于卷芯外侧，A面涂层卷绕于卷芯内侧；

（九）将卷芯装入钢壳，经注入电解液、化成充电，即制成双性活性材料磷酸铁锂电池。

4.根据权利要求1或2所述的双性活性材料电极的锂电池极片生产方法，其特征在于对于生产钴酸锂电池的步骤如下：

（一）取硫脲（CH₄N₂S）溶于去离子水中，浓度为1.3%±15%；

（二）取过渡金属化合物（Ni(CO)₄），溶于去离子水中，浓度为5%±15%；

（三）将步骤（一）所得到的硫脲（CH₄N₂S）及步骤（二）所得到的过渡

金属化合物（Ni(CO)₄）按重量比为1：100混合，搅拌机转速15±2转/分，

搅拌35～40分钟，制得抗氧化剂；

（四）将充分均匀混合的抗氧化剂储存于避光密封的室温条件下静置

6～7天，待用；

（五）原料配比：

正极材料包括80%～90%的的钴酸锂LiCoO₂，3%～9%的石墨导电剂、2%～4%的硅粉粒、2%～4%的油性粘合剂PVDT及2%～4%的分散剂NMP或水性粘合剂，所述硅粉粒径为20nm-50nm，所述分散剂是浓度为20%的乙醇水溶液；

负极材料包括88%～95%的碳材料，1%～4%的硅粉导电剂、2%～4%的油性粘合剂PVDT及2%～4%的分散剂NMP，所述分散剂是浓度为20%的乙醇水溶液；

（六）制浆：

⑴将钴酸锂及石墨导电剂粉料按重量比份初步混合，球磨时间为2小时；

⑵球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次间隔30±2分钟，温度设置为80℃±5%，按重量比份将粘合剂与分散剂同时加入，低速搅拌转速为15±2转/分；第三次缓慢加入抗氧化剂；第四次进入高速搅拌45±2转/分；

⑶真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，搅拌30±2分钟；动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分；

⑷浆料存放：将合格浆料至于室温密闭避光真空罐内，静置时间不得超过4小时，否则必须连接搅拌机低速搅拌30分钟，再进入涂布工序；

（七）涂布：

⑴涂布设备的进料容器必须配备有搅拌器，以防活性物质沉降造成正极片不同部位组成不均一；

⑵烘箱温度设定根椐其长度和拉浆速度不同各有差异，以三段温度设置为例，进料口的前段在80～90℃，中段设为60～70℃，尾段温度更低甚至可为常温；以保证正极带在烘箱内迅速干燥后尽量冷却，在出带口接近常温，使极带柔韧便于卷绕；

（八）卷绕：

将所述正、负极片的一面涂覆水性活性材料的A面涂层，另一面涂覆油性活性材料的B面涂层；制作电池卷芯时，将B面涂层卷绕于卷芯外侧，A面涂层卷绕于卷芯内侧；

（九）将卷芯装入钢壳，经注入电解液、化成充电，即制成双性活性材料磷酸铁锂电池。