CN102709603B - 一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法 - Google Patents
一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102709603B CN102709603B CN201210167338.7A CN201210167338A CN102709603B CN 102709603 B CN102709603 B CN 102709603B CN 201210167338 A CN201210167338 A CN 201210167338A CN 102709603 B CN102709603 B CN 102709603B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- positive electrode
- fepo
- lithium ion
- battery
- positive plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000399 iron(III) phosphate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 title abstract 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 31
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 claims description 22
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 20
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000005955 Ferric phosphate Substances 0.000 claims description 12
- 229940032958 ferric phosphate Drugs 0.000 claims description 12
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 12
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 12
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 11
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 9
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 claims description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 6
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 6
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 5
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical class CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 3
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 3
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 3
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 3
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 9
- -1 Fe (III) compound Chemical class 0.000 abstract description 4
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910010710 LiFePO Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241001062009 Indigofera Species 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015118 LiMO Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000013100 final test Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法，即直接以FePO4为正极材料制作而成的正极片依次经过第一步化成、组装、第二步化成后即得到直接以FePO4为正极材料的锂离子电池。本发明的一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法，由于FePO4具有合成工艺更简单，合成条件的控制和优化，并且由于合成中没有Fe(II)组分，不需要气氛保护，省去了相应的设备和成本投入。另外，由于采用的是Fe(III)化合物为原料，使合成原料来源更广。所有这些优点可使得直接以FePO4为正极材料的锂离子电池更具低成本、规模化生产的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池的生产方法，特别涉及一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法。
背景技术
铁基锂离子电池以其原料来源丰富、无环境污染、性能优良、安全性能好等优点受到研究者的重视。目前，尽管LiFePO4已实现商业化，但从应用情况来看仍有很多问题需要解决：（1）其产品的一致性；这是由其组成决定的，对过渡金属氧化物的LiMOX型材料的合成只要两种原料即可，在混合时均匀性的实现较为容易。而LiFePO4则需要三种原料，即Li源、Fe源和P源。在混合时其均匀一致性自然要比二元材料差一些；（2）其成本偏高，尽管Fe源与P源的原料成本低，但由于能耗高、生产周期长且还需要气氛保护，其实际生产成本仍然偏高。而铁基锂离子电池在提出初期，除LiFePO4外还有FePO4，到目前为止，前者已做了大量的研究工作，但对后者FePO4的研究则相对少得多，究其原因是由于：（1）LiFePO4材料一经提出就得到了广大研究者的认可；（2）LiFePO4材料符合目前锂离子电池以LiCoO2材料为正极的生产工艺路线，可以方便地应用和推广；（3）初步的尝试发现FePO4材料性能不够稳定，由于具有多种晶型，不同的晶型其电化学活性不同。此外，该材料的应用与目前锂离子电池的生产工艺路线不同。所有这些原因都使得FePO4材料的研究没有受到重视。但事实上FePO4作为锂离子电池的正极材料与LiFePO4相比具有诸多优势：（1）合成工艺更简单，由于合成中没有Fe(II)组分，不需要气氛保护，省去了相应的设备和成本投入；（2）FePO4材料的合成为二元合成体系，更方便合成条件的控制和优化；（3）由于采用Fe(III)化合物为原料，使合成原料来源更广。所有这些优点可使得FePO4材料更具低成本、规模化生产的优势，可望成为铁基锂离子电池正极材料的后起之秀。但在生产上，FePO4由于其不存在Li源，无法直接应用于目前的锂离子电池生产工艺，因此，需要开发适合FePO4的电池生产工艺。发明人经过研究，针对FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法，提出了本发明，经过实验研究，具有很好的效果，可以应用于工艺生产，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明为了解决上述的技术问题而提供一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法。
本发明的技术方案
一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法，即直接以FePO4为正极材料制作而成的正极片依次经过第一步化成、组装、第二步化成后即得到直接以FePO4为正极材料的锂离子电池；
所述的第一步化成，即将直接以FePO4为正极材料制作而成的正极片与负极材料Li片置于电解槽的电解液进行第一步化成得到含锂离子的正极片；
所述的第二步化成即将第一步化成后的所得的含锂离子的正极片与石墨负极片组装成电池后进行化成。
上述的一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法，其制备过程具体包括如下步骤：
（1）、材料的准备
①、正极材料FePO4的预处理
将合成的FePO4前驱体粉末置于高温管式炉，控制温度为380℃，空气气氛下煅烧3h；
②、负极材料
中间相碳微球，化成时负极用金属Li片；
③、导电剂
采用导电石墨或导电剂炭黑；
④、粘结剂
将聚偏氟乙烯（PVDF）与N-甲基-吡咯烷酮（NMP）按质量比计算，即
PVDF：NMP按1：10的比例进行混合，并在60℃的温度下静置过夜；
⑤、集流体
正极使用铝箔，负极使用铜箔；
⑥、隔膜
采用进口的聚乙烯微孔膜（Celgard 2400）；
⑦、电解液
即由溶质和溶剂组成的浓度为1.0mol/L 的溶液；
所述的溶质为LiPF6；
所述的溶剂为由碳酸乙烯酯（EC）:二乙基碳酸酯（DEC）和二甲基碳酸酯（DMC）按重量比即EC:DEC:DMC中为1:1:1混合而成；
（2）、制作
①、正极片制作
将步骤（1）预处理后所得的磷酸铁（FePO4）正极材料、导电剂及粘结剂按重量百分比计算，即磷酸铁（FePO4）正极材料：导电剂：粘结剂为62~75%：17~30%：8%的比例进行混合配制浆料，所得浆料涂覆于集流体铝箔上；
加热除去溶剂，用辊压机辊压后，再裁剪成矩形或长条形正极片；
②、石墨负极片制作
将步骤（1）所述的负极材料中间相碳微球、导电剂及粘结剂按重量百分比计算，即中间相碳微球:导电剂:粘结剂为82%：10%:8%的比例进行混合配制浆料，经搅拌机搅拌得到均匀浆料，涂覆在铜箔集流体上，加热除去溶剂后用辊压机辊压，最后裁剪成与①中的正极片匹配的矩形或长条形负极片；
（3）、第一步化成
将步骤（2）所得的正极片与负极材料Li片置于电解槽中，注入步骤（1）中的⑦所述的电解液，并与电池充放电测试系统连接，经静置2h后，采用以下步骤对电池进行第一步化成：
①、0.1C恒流放电至2.0V；
②、静置 5min.；
③、0.1C恒流充电至4.0V；
④、恒压充电至4.2V；
重复上述第一步化成的步骤①~④15次；
然后，将第一步化成后的正极片依次用碳酸乙烯酯（EC）、乙醇清洗干净后，烘干，即得含有锂离子的正极片；
（4）、组装
将步骤（3）中经第一步化成后，用碳酸乙烯酯（EC）、乙醇清洗干净并烘干后所得的含有锂离子的正极片、步骤（2）制作好的石墨负极片以隔膜分隔重叠在一起并卷绕成电芯，在电芯上对应焊接正、负极耳，用铝塑膜热压封装，在负压条件下注入步骤（1）中的⑦所述的电解液，封口，即得组装好的电池；
（5）、第二步化成
将步骤（4）组装好的电池，经静置后，采用以下步骤对电池进行第二次化成：
①、0.1C恒流放电至2.0V；
②、静置5min；
③、0.1C恒流充电至4.0V；
④、恒压充电至4.2V；
重复上述第二步化成的步骤①~④3~5次；
即得到直接以FePO4为正极材料的锂离子电池。
本发明的有益效果
本发明的一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法，由于是直接以FePO4作为锂离子电池的正极材料，具有合成工艺更简单，并且由于合成中没有Fe(II)组分，不需要气氛保护，省去了相应的设备和成本投入。
进一步，本发明的一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法，由于采用的FePO4材料的合成为二元合成体系，更方便合成条件的控制和优化。
另外，由于采用的是Fe(III)化合物为原料，使合成原料来源更广。所有这些优点可使得FePO4材料更具低成本、规模化生产的优势。
附图说明
图1、实施例1中步骤（2）中①磷酸铁（FePO4）正极材料、导电剂及粘结剂按不同配比所得的正极片的充放电测试图；
图2、实施例1所得的以FePO4为正极材料的锂离子电池在0.1C的充放电循环曲线；
图3、实施例1所得的以FePO4为正极材料的锂离子电池在0.2C的充放电循环曲线；
图4、实施例1所得的以FePO4为正极材料的锂离子电池在0.5C的充放电循环曲线。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
循环测试方法：将完成化成二后的电池与锂离子电池充放电测试仪连接，静置1h后，设置所需的充放电倍率，依次按照恒流放电至2.0V，静置5min，恒流充电至4.0V，恒压充电至4.2V，静置5min的路线进行循环测试。
本发明所用的蓝电电池充放电测试系统的型号LAND，武汉金诺科技有限公司。
本发明所用的高速离心式喷雾干燥器（PW-1，常州先锋干燥设备有限公司生产）、旋风分离器（干燥器配件）、高温管式炉（ND-1，南大仪器厂生产）。
实施例1
一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法，包括如下步骤：
（1）、材料的准备
①、正极材料FePO4的预处理
将合成的FePO4前驱体粉末置于高温管式炉，控制温度为380℃，空气气氛下煅烧3h；
②、负极材料：中间相碳微球，化成时负极用金属Li片；
③、导电剂：采用导电石墨或导电剂炭黑；
④、粘结剂
将聚偏氟乙烯（PVDF）与N-甲基-吡咯烷酮（NMP）按质量比计算，即PVDF：NMP按1：10的比例进行混合，并在60℃的温度下静置过夜即得粘结剂；
⑤、集流体：正极使用铝箔，负极使用铜箔；
⑥、隔膜：进口聚乙烯微孔膜（Celgard 2400）；
⑦、电解液：即由溶质和溶剂组成的浓度为1.0mol/L 的溶液；
所述的溶质为LiPF6；
所述的溶剂为由碳酸乙烯酯（EC）:二乙基碳酸酯（DEC）和二甲基碳酸酯（DMC）按重量比即EC:DEC:DMC中为1:1:1混合而成；
（2）、制作
①、正极片制作
将步骤（1）所得的磷酸铁（FePO4）正极材料、导电剂及粘结剂按重量百分比计算，即磷酸铁（FePO4）正极材料：导电剂：粘结剂分别为62%：30%：8%；67%：25%：8%；72%：20%：8%；75%：17%：8%四组比例，然后分别进行混合配制浆料，所得浆料分别涂覆于集流体铝箔上；
分别加热除去溶剂，用辊压机压成厚度为120μm的正极片，再分别裁剪成尺寸规格为50mm100mm正极片；
将上述磷酸铁（FePO4）正极材料、导电剂及粘结剂按不同配比所得的正极片经充放电测试，测试过程所用的电压范围2-4V，充放电倍率为0.1C，最终测试结果如图1所示，从图1中可以看出磷酸铁（FePO4）正极材料：导电剂：粘结剂为62%：30%：8%的样品电化学性能最佳；
②、石墨负极片制作
按重量百分比计算，即将82%的中间相碳微球，10%的导电剂，8%的粘结剂混合配制浆料，然后经搅拌机搅拌得到均匀浆料并涂覆在铜箔集流体上，加热除去溶剂后用辊压机压成厚度为120μm，最后裁剪成与①中的正极片匹配的矩形或长条形负极片；
（3）、第一步化成
将步骤（2）中①所得的正极片与步骤（1）中的②所述的负极材料Li片置于电解槽中，注入步骤（1）中的⑦所述的电解液，并与蓝电测试系统连接，经静置2h后，采用以下步骤对电池进行第一步化成：
① 、0.1C恒流放电至2.0V；
②、静置5min；
③、0.1C恒流充电至4.0V；
④、恒压充电至4.2V；
重复上述第一步化成的步骤①~④15次；
然后，将第一步化成后的正极片依次用碳酸乙烯酯（EC）、乙醇清洗干净后，烘干备用；
（4）、组装
将步骤（3）中经第一步化成后、用碳酸乙烯酯（EC）、乙醇清洗干净并烘干后的正极片、步骤（2）制作好的石墨负极片以隔膜分隔重叠在一起并卷绕成电芯，在电芯上对应焊接正、负极耳，用铝塑膜热压封装，在负压条件下注入步骤（1）中的⑦所述的电解液，封口，即得组装好的电池；
（5）、第二步化成
将步骤（4）组装好的电池，经静置后，采用以下步骤对电池进行第二次化成：
① 、0.1C恒流放电至2.0V；
②、静置5min；
③、0.1C恒流充电至4.0V；
④、恒压充电至4.2V；
重复上述第二步化成的步骤①~④3~5次；
即得到直接以FePO4为正极材料的锂离子电池。
将上述所得的直接以FePO4为正极材料的锂离子电池进行循环测试，0.1C、0.2C、0.5C的充放电循环曲线分别见图2、图3、图4所示；从图2~图4可以看出，直接以FePO4为正极材料的锂离子电池，在不同倍率下充放电均有较好的结果。在0.1C充放电的条件下，电池的首次充放电比容量为145mAh/g，经过15次循环后，可保持123mAh/g的比容量；在0.2C充放电的条件下，电池的首次充放电比容量为118mAh/g，经过15次循环后，可保持115mAh/g的比容量；在0.5C充放电的条件下，电池的首次充放电比容量为92mAh/g，经过15次循环后，可保持91mAh/g的比容量；充放电效率均在95%以上。试验结果表明，直接以FePO4为正极材料的锂离子电池在经过第一次化成后，可以有效地将FePO4转化为LiFePO4，通过这种转化，可以避免LiFePO4合成中存在的诸如一致性和气氛保护等问题。
综上所述，本发明的一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池可以有效地利用FePO4的易合成、低成本以及原料来源广等优点，同时可以有效地解决由于LiFePO4的三种原料合成以及多个工序造成的一致性差等问题。是一种具有应用潜力的锂离子电池生产方法。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法，即将正极材料制作而成的正极片经过第一步化成后与石墨负极片进行组装、再进行第二步化成后即得到直接以FePO4为正极材料的锂离子电池，其特征在于所述的正极材料为FePO4；
所述的第一步化成，即将直接以FePO4为正极材料制作而成的正极片与负极材料Li片置于电解槽的电解液进行第一步化成得到含锂离子的正极片；
所述的第二步化成即将第一步化成后的所得的含锂离子的正极片与石墨负极片组装成电池进行化成，其特征在于其生产过程具体包括如下步骤：
（1）、材料的准备
①、正极材料FePO4的预处理
将FePO4前驱体粉末置于高温管式炉，控制温度为380℃，空气气氛下煅烧3h；
②、负极材料
中间相碳微球，化成时负极用金属Li片；
③、导电剂
采用导电石墨或导电剂炭黑；
④、粘结剂
将聚偏氟乙烯与N-甲基-吡咯烷酮按质量比计算，即聚偏氟乙烯：N- 甲基-吡咯烷酮按1：10的比例进行混合，并在60℃的温度下静置 过夜；
⑤、集流体
正极使用铝箔，负极使用铜箔；
⑥、隔膜
采用进口的Celgard 2400聚乙烯微孔膜；
⑦、电解液
即由溶质和溶剂组成的浓度为1.0mol/L的溶液；
所述的溶质为LiPF6；
所述的溶剂为由碳酸乙烯酯、二乙基碳酸酯和二甲基碳酸酯按重量比即碳酸乙烯酯: 二乙基碳酸酯：二甲基碳酸酯为1:1:1混合而成；
（2）、制作
①、正极片制作
将步骤（1）预处理后所得的磷酸铁FePO4正极材料、导电剂及粘结剂按重量百分比计算，即磷酸铁FePO4正极材料：导电剂：粘结剂为62-67%：25-30%：8%的比例进行混合配制浆料，所得浆料涂覆于集流体铝箔上；
加热除去溶剂，用辊压机辊压后，再裁剪成矩形或长条形正极片；
②、石墨负极片制作
将步骤（1）所述的负极材料中间相碳微球、导电剂及粘结剂按重量百分比计算，即中间相碳微球:导电剂:粘结剂为82%：10%:8%的比例进行混合配制浆料，经搅拌机搅拌得到均匀浆料，涂覆在铜箔集流体上，加热除去溶剂后用辊压机辊压，最后裁剪成与①中的正极片匹配的矩形或长条形负极片；
（3）、第一步化成
将步骤（2）所得的正极片与负极材料Li片置于电解槽中，注入步骤（1）中的⑦所述的电解液，并与电池充放电测试系统连接，经静置2h后，采用以下步骤对电池进行第一步化成：
①、0.1C恒流放电至2.0V；
②、静置 5min.；
③、0.1C恒流充电至4.0V；
④、恒压充电至4.2V；
重复上述第一步化成的步骤①~④15次；
然后，将第一步化成后的正极片依次用碳酸乙烯酯、乙醇清洗干净后，烘干备用即得含有锂离子的正极片；
（4）、组装
将步骤（3）中经第一步化成后，用碳酸乙烯酯、乙醇清洗干净并烘干后所得的含有锂离子的正极片、步骤（2）制作好的石墨负极片以隔膜分隔重叠在一起并卷绕成电芯，在电芯上对应焊接正、负极耳，用铝塑膜热压封装，在负压条件下注入步骤（1）中的⑦所述的电解液，封口，即得组装好的电池；
（5）、第二步化成
将步骤（4）组装好的电池，经静置后，采用以下步骤对电池进行第二次化成：
①、0.1C恒流放电至2.0V；
②、静置5min；
③、0.1C恒流充电至4.0V；
④、恒压充电至4.2V；
重复上述第二步化成的步骤①~④3~5次，即得到直接以FePO4为正极材料的锂离子电池。
2.如权利要求1所述的一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法，其特征在于步骤（2）中的①、正极片制作中所述的磷酸铁FePO4正极材料、导电剂及粘结剂按重量百分比计算，即磷酸铁FePO4正极材料：导电剂：粘结剂为62%：30%：8%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210167338.7A CN102709603B (zh) | 2012-05-28 | 2012-05-28 | 一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210167338.7A CN102709603B (zh) | 2012-05-28 | 2012-05-28 | 一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102709603A CN102709603A (zh) | 2012-10-03 |
| CN102709603B true CN102709603B (zh) | 2014-12-10 |
Family
ID=46902234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210167338.7A Expired - Fee Related CN102709603B (zh) | 2012-05-28 | 2012-05-28 | 一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102709603B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106654169A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-05-10 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种锂离子电池正极片及其制备方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150022264A (ko) * | 2013-08-22 | 2015-03-04 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 리튬 이차 전지 |
| CN111200176B (zh) * | 2018-11-16 | 2021-03-16 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种锂空气电池的电化学预处理方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101409369A (zh) * | 2008-11-14 | 2009-04-15 | 东莞市迈科科技有限公司 | 大容量高功率聚合物磷酸铁锂动力电池及其制备方法 |
| CN101723344A (zh) * | 2009-12-24 | 2010-06-09 | 四川大学 | 降低磷铁杂质元素制备LixFeyPzO4的工艺 |
| CN102115067A (zh) * | 2009-12-31 | 2011-07-06 | 河南科隆集团有限公司 | 一种具有良好导电网络的球形磷酸铁锂的制备方法 |
-
2012
- 2012-05-28 CN CN201210167338.7A patent/CN102709603B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101409369A (zh) * | 2008-11-14 | 2009-04-15 | 东莞市迈科科技有限公司 | 大容量高功率聚合物磷酸铁锂动力电池及其制备方法 |
| CN101723344A (zh) * | 2009-12-24 | 2010-06-09 | 四川大学 | 降低磷铁杂质元素制备LixFeyPzO4的工艺 |
| CN102115067A (zh) * | 2009-12-31 | 2011-07-06 | 河南科隆集团有限公司 | 一种具有良好导电网络的球形磷酸铁锂的制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106654169A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-05-10 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种锂离子电池正极片及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102709603A (zh) | 2012-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102723491B (zh) | 导电聚合物浸渍包覆的锂离子电池复合电极材料及其制备方法 | |
| CN104201323B (zh) | 氧化铝包覆钴酸锂正极材料的制备方法 | |
| CN105932229B (zh) | 一种高容量锂离子电池负极片的制备方法 | |
| CN103435105B (zh) | 一种铁氧化物/碳复合锂离子电池负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN106450102A (zh) | 用于锂硫电池的石墨改性隔膜及其制备方法与构成的锂硫电池 | |
| CN103219493B (zh) | 一种硫导电氧化物复合材料及其作为锂硫电池正极材料的应用 | |
| CN102916195B (zh) | 一种石墨烯包覆氧化铜复合负极材料及其制备方法 | |
| CN101114709A (zh) | 一种锂离子电池复合正极材料LiFePO4－Li3V2(PO4)3/C及其制备方法 | |
| CN105355908A (zh) | 锂离子电池复合负极材料及其制备方法、使用该材料的负极和锂离子电池 | |
| CN109659511B (zh) | 一种SiO2包覆三元正极材料及其制备方法 | |
| CN103915649A (zh) | 一种高能量密度锂离子电池及其制备方法 | |
| CN102723487A (zh) | 氮化钛和碳复合包覆锂离子电池磷酸亚铁锂正极材料及其制备方法 | |
| CN102800858A (zh) | 铁氧化物基锂离子电池负极材料的制备方法及用途 | |
| CN105449166A (zh) | 一种钠离子电池用负极极片的制作方法 | |
| CN103427068A (zh) | 一种锂-硫电池用正极材料及其制备方法 | |
| CN107946564B (zh) | 富钠锰基Na4Mn2O5/Na0.7MnO2复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN105047898B (zh) | 一种双生球形锂离子二次电池富锂正极材料及其制备方法 | |
| CN101640263A (zh) | 锂离子电池复合正极材料及其制备方法 | |
| CN106745251A (zh) | 一种适于工业化生产的纳米五氧化二钒正极材料的制备方法及应用 | |
| CN105742592A (zh) | 一种W/W2C/Action Carbon包覆的锂离子电池正极材料制备方法 | |
| CN103413918A (zh) | 一种锂离子电池用正极材料磷酸钴锂的合成方法 | |
| CN102709603B (zh) | 一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法 | |
| CN100466343C (zh) | 正极活性材料组合物、正极片及锂离子电池 | |
| CN112952102B (zh) | 一种复合金属氧化物表面修饰的锂金属电池负极集流体的制备方法与应用 | |
| Triwibowo et al. | Study on electrochemical performance of carbon-coated LiFePO4 as cathode material for lithium ion batteries |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141210 |