CN102856580B - 一种磷酸铁锂软包电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂离子电池技术领域的一种磷酸铁锂软包电池及制备方法。它是将磷酸铁锂材料和导电剂、粘结剂等混合而成正极浆料；将石墨和导电剂、粘结剂等混合而成负极浆料。再将正极浆料涂敷在铝箔上制成正极片，负极浆料涂敷在铜箔上制成负极片。然后将正负极片加入隔膜卷成圆柱形卷芯，将卷芯与卷芯辅助模块、极耳固定片、外极耳以及铝塑膜包装材料进行装配，然后注液化成，最后密封。本发明的制作工艺保持了圆柱电池制作工艺成熟、效率高的特点，同时又具备了软包电池成本低、安全性能好的优点。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，特别是中小容量的磷酸铁锂软包电池及其制备方法。
技术背景
锂离子电池以其高电压、高能量密度、良好的循环性能等优点越来越多地应用到了储能和动力等领域。目前常见的锂离子电池从外壳分类主要有金属壳体锂离子电池和硬质塑料外壳锂离子电池，这类电池使用不当容易产生爆炸，并且成本高；从电芯装配方式分类主要有卷绕式和叠片式两类，卷绕式电芯（通常称为卷芯）和叠片式电芯相比较，卷绕式工艺成熟稳定，生产成本低，生产效率高；而叠片式工艺流程复杂，生产效率低。另外卷绕式工艺也有其局限性，比如容量不能做大，原因是当极片过长时卷绕难度增大、卷芯对齐度下降等不利因素出现。特别是金属壳体的卷绕式圆柱锂离子电池（以钢壳18650圆柱电池为例），需要进行负极极耳与壳体底部焊接、滚槽、正极极耳与盖帽焊接、封口等一系列的复杂工艺流程，增加了生产成本。
电池隔膜是指在电池正极和负极之间一层隔膜材料，是电池中非常关键的部分，对电池安全性和成本有直接影响，其主要作用是：隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过，让电解液中的离子在正负极之间自由通过。电池隔膜的的离子传导能力直接关系到电池的整体性能，其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用，对电池使用者和设备起到安全保护的作用。目前的电池所用的常规隔膜通常是采用聚乙烯、聚丙烯制备，在实际使用中存在绝缘效果不佳易短路、离子扩散不理想并且强度较差的缺陷。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种采用卷绕式卷芯单元组合，容量调整范围大、工艺稳定、生产成本低，兼顾防爆特性的磷酸铁锂软包电池及其制备方法。
本发明的技术方案包括：
一种磷酸铁锂软包电池，包括外壳、外极耳、卷芯和电解液，其特征是：卷芯是由多个卷芯单元连接组成，多个卷芯单元被两块卷芯辅助模块夹持固定在其中，外壳采用铝塑膜软包装袋，两个外极耳被密封粘接在铝塑膜软包装袋的袋口处，所有卷芯单元的极耳通过对应的正负极集流体与外极耳连接；所述的卷芯单元是由正极片、隔膜和负极片卷绕组成，正极片是将以磷酸铁锂为主要成分的正极浆料涂敷在铝箔上制成，负极片是将负极浆料涂敷在铜箔上制成；所述的正极集流体为铝带，负极集流体为铜带或镍带。
所述的卷芯辅助模块组合方式包括：一种是两块卷芯辅助模块沿卷芯的轴向对合组成的长方体结构，其内部设有与卷芯插接配合的柱形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽；另一种是两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合组成的长方体结构，其内部设有与卷芯插接配合的弧形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽，两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合方式包括上、下对合结构和左、右对合结构；所述的卷芯辅助模块是PP材质或耐电解液腐蚀的软质橡胶材料制成；所述的卷芯辅助模块在其封闭端设置插槽，正极集流体、负极集流体分别插接固定在卷芯辅助模块对应的端部插槽内。
上述方案还包括，在外极耳与铝塑膜外包装袋的袋口封装面上预制有极耳紧固片，极耳紧固片是由PP材料制成。
所述的正极浆料是将重量份为5~7份的粘结剂、87~91份的磷酸铁锂、2~3份的导电碳黑、2~3份的导电石墨与N-甲基-2-吡咯烷酮调和成固含量45~65%的浆料；所述的负极浆料是将重量份为89~93份的石墨、1~2份的导电炭黑、1~2份的导电石墨、5~7份的粘结剂与去离子水调和成固含量30~50%的浆料。
所述的粘结剂包括：聚偏二氟乙烯或者水性胶，或者是重量份1~2份的羧甲基纤维素纳与4~5份的丁苯橡胶的混合物，或者是重量份1~2份的羧甲基纤维素纳、2~2.5份的丁苯橡胶和2~2.5份的水性胶混合物。
所述的隔膜的组成如下：以聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜为基体，在基体表面涂敷由聚合物胶体材料和无机填料组成的涂层；所述的聚合物胶体材料是由聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯组成的混合物；所述的无机填料是由纳米级无机粉体材料三氧化二铝、二氧化硅的一种或其混合物组成。
所述的聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜基体选用聚丙烯微孔薄膜或者聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔隔膜；所述的无机填料粒度是50nm-200nm；所述隔膜涂层厚度为1-5μm；经过涂聚合物胶体材料和无机填料处理的隔膜孔隙率在30%-50%之间；所述隔膜涂层厚度优选为2-3μm；所述无机填料的重量占涂层聚合物胶体材料重量的30%-100%。
聚合物胶体材料中的聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物占总体聚合物胶体材料重量的40%-70%；聚丙烯腈占总体聚合物胶体材料重量的5%-20%；聚甲基丙烯酸甲酯占总体聚合物胶体材料重量的10%-40%。
聚合物胶体材料所用溶剂选自下列溶剂的一种或几种：丁酮、丙酮、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙醇、碳酸二乙酯、丁醇。
按照前述的磷酸铁锂软包电池的制备方法包括以下步骤：
（1)配料: 正极浆料的配制是将磷酸铁锂、导电碳黑、导电石墨均烘烤后，将粘结剂加入N-甲基-2-吡咯烷酮搅拌，加入导电炭黑和导电石墨继续搅拌，最后加入磷酸铁锂搅拌成粘稠的浆料；负极浆料的配制是所述物料搅拌成浆料；
(2)涂布:将搅拌好的正极和负极浆料分别均匀地涂敷在铝箔和铜箔上，并留出空白区域作为极耳区；
(3)烘烤:极片涂布完毕后先进行烘烤，在真空烤箱中循环烘烤20-26小时后转到下一工序；
(4)辊压:将正、负极片通过辊压机先切边再辊压到合适的厚度；
(5)分条制片:将辊压后的极片通过分条机进行分条，然后在留白处焊接纯镍材料或纯铝材料的极耳；
(6)烘烤:极片制作完毕再进行循环烘烤20-26小时，然后转到下一工序；
(7)卷绕:将隔膜置于正负极片中间依次叠放，以平均的张紧力卷绕在卷针上，卷绕好之后用胶带将卷芯缠绕包好；
(8)装配:将卷好的卷芯正极耳采用超声波焊接到正极集流体铝带上；负极耳采用超声波焊接到负极集流体镍带或铜带上，再将正极集流体、负极集流体分别与外极耳进行超声波焊接，卷芯装入卷芯辅助模块，将正极集流体、负极集流体分别插入卷芯辅助模块对应的卡槽内，最后装入铝塑膜包装袋内；
（9）注液、化成:注液后24~48小时内化成，首先以0.02C-0.05C的电流进行预充至电压3.0V，然后以0.2C的电流充电至3.8V转为恒压充电，终止电流0.02C -0.05C；充满后再以0.2C放电至2.2V，再以0.5C的电流充放电一次，将0.5C的放电容量作为电池的化成容量；
（10）化成后将电池内气体排出，将铝塑膜包装袋袋口与外极耳、外极耳固定片通过胶黏剂热压密封。
前述的磷酸铁锂软包电池的制备方法进一步包括：在步骤（1）的正极浆料配制过程中，当选用聚偏二氟乙烯作为粘结剂时，先将聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯烷酮搅拌，然后加入导电炭黑和导电石墨继续搅拌，最后加入磷酸铁锂搅拌成粘稠的浆料。在步骤（1）的负极浆料配制过程中，当选用羧甲基纤维素纳和丁苯橡胶或羧甲基纤维素纳和丁苯橡胶、水性胶作为粘结剂时，先将羧甲基纤维素纳加入去离子水中搅拌，再加入导电炭黑和导电石墨继续搅拌，然后加入石墨搅拌，最后加入丁苯橡胶或丁苯橡胶和水性胶乳液搅拌成浆料。步骤（5）中的正负极片焊接纯镍材料或纯铝材料的极耳数不少于两个。
本发明的磷酸铁锂软包电池，首先采用了多个卷芯组合的方式，可以通过组合调整电池的容量，解决了单一卷芯锂离子电池容量的限制；其次采用了铝塑膜软包装的外壳，很好的解决了硬质壳体电池存在的爆炸隐患，安全性能优于金属壳体的锂离子电池；其三原材料优化组合后成本也大大低于金属壳体的锂离子电池。本发明给出的制备方法是对卷绕式电池工艺的特点的进一步优化完善，其生产工艺相对简单，生产稳定性、安全性和效率都有很大的提升，可以满足多种中小容量规格生产需要。同时本发明的电池用隔膜为凝胶聚合物电解质膜，其采用以聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物电解质胶体为基质，加入聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、无机纳米级粉体材料提高胶体的吸液能力、离子导电能力，采用聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜为聚合物胶体的基体，解决了聚合物电解质胶体薄膜机械强度难控制的问题。本发明调整聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的含量提高隔膜表面聚合物胶体粘结性能和聚合物非结晶物质含量，加入聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、无机纳米级粉体材料提高胶体的吸液能力、离子导电能力。综上本隔膜提高了电池的耐短路、耐针刺、抗冲击、抗挤压能力，进而提高和改善了锂离子电池的安全性能。
附图说明
图1为一种磷酸铁锂软包电池的半剖结构示意图。
图2为一种卷芯辅助模块三视图，其中图2a为右视图，图2b为主视图，图2c为俯视图。
图3为另一种卷芯辅助模块与卷芯装配示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，一种磷酸铁锂软包电池，包括铝塑膜软包装袋9、外极耳1、圆柱形卷芯7、卷芯辅助模块8、正或负极集流体5和电解液。其中：圆柱形卷芯7是由两个卷芯单元并联连接组成，两个卷芯单元被两块卷芯辅助模块8夹持固定在其中，外壳采用铝塑膜软包装袋9，两个外极耳1被密封粘接在铝塑膜软包装袋9的袋口处，所有卷芯单元的极耳6通过对应的正负极集流体5与外极耳1连接。卷芯辅助模块8为PP材质或耐电解液腐蚀的软质橡胶材料。在外极耳1与铝塑膜外包装袋9的袋口封装面上预制有极耳紧固片3，极耳紧固片3是由PP材料制成。卷芯单元是由正极片、隔膜和负极片卷绕组成，正极片是将正极浆料涂敷在铝箔上制成，负极片是将负极浆料涂敷在铜箔上制成；所述的正极集流体为铝带，负极集流体为铜带或镍带。
其中，正极浆料是将重量份为5份的聚偏二氟乙烯、90份的磷酸铁锂、2份的导电碳黑、3份的导电石墨与N-甲基-2-吡咯烷酮调和成固含量50%的浆料；所述的负极浆料是将重量份为91.5份的石墨、1.5份的导电炭黑、1.5份的导电石墨、1.5羧甲基纤维素纳、2份的丁苯橡胶和2份水性胶用去离子水调和成固含量40%的浆料。
前述的磷酸铁锂软包电池的制备方法包括以下步骤：
（1)配料: 正极浆料的配制是将磷酸铁锂、导电碳黑、导电石墨均烘烤后，先将聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯烷酮搅拌，然后加入导电炭黑和导电石墨继续搅拌，最后加入磷酸铁锂搅拌成粘稠的浆料。负极浆料配制过程中，先将羧甲基纤维素纳加入去离子水中搅拌，再加入导电炭黑和导电石墨继续搅拌，然后加入石墨搅拌，最后加入丁苯橡胶和水性胶乳液搅拌成浆料。
(2)涂布:将搅拌好的正极和负极浆料分别均匀地涂敷在铝箔和铜箔上，并留出空白区域作为极耳区。
(3)烘烤:极片涂布完毕后先进行烘烤，在真空烤箱中循环烘烤24小时后转到下一工序。
(4)辊压:将正、负极片通过辊压机先切边再辊压到合适的厚度。
(5)分条制片:将辊压后的极片通过分条机进行分条，然后在留白处焊接纯镍材料或纯铝材料的极耳。
(6)烘烤:极片制作完毕再进行循环烘烤24小时，然后转到下一工序。
(7)卷绕:将隔膜置于正负极片中间依次叠放，以平均的张紧力卷绕在卷针上，卷绕好之后用胶带将卷芯缠绕包好。
(8)装配:将卷好的卷芯正极耳采用超声波焊接到正极集流体铝带上；负极耳采用超声波焊接到负极集流体镍带或铜带上，再将正极集流体、负极集流体分别与外极耳进行超声波焊接，卷芯装入卷芯辅助模块，将正极集流体、负极集流体分别插入卷芯辅助模块对应的卡槽内，最后装入铝塑膜包装袋内。
（9）注液、化成:注液后30小时内化成，首先以0.02C-0.05C的电流进行预充至电压3.0V，然后以0.2C的电流充电至3.8V转为恒压充电，终止电流0.02C -0.05C；充满后再以0.2C放电至2.2V，再以0.5C的电流充放电一次，将0.5C的放电容量作为电池的化成容量。
（10）化成后将电池内气体排出，将铝塑膜包装袋袋口与外极耳、外极耳固定片通过胶黏剂热压密封。
实施例2，参照附图2，在实施例1的基础上，所述的卷芯辅助模块8为两块卷芯辅助模块8沿卷芯的轴向对合组成的长方体结构，其内部设有与卷芯7插接配合的柱形凹槽。两块卷芯辅助模块8在其对合面上设有相互插接配合的凸柱8-1和凹槽8-2，凸柱和凹槽起到固定两块卷芯辅助模块的作用。卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽8-4，作为电芯注液的通道。卷芯辅助模块8在其封闭端设置插槽8-3（对应图1中的4），正极集流体、负极集流体5分别插接固定在卷芯辅助模块8对应的端部插槽8-3内。
正极浆料是将重量份为1.5份的羧甲基纤维素纳与4.5份的丁苯橡胶、88.5份的磷酸铁锂、3份的导电碳黑、2.5份的导电石墨用去离子水调和成固含量50%的浆料；负极浆料是将重量份为89.5份的石墨、2份的导电炭黑、2份的导电石墨、6.5份的聚偏二氟乙烯用N-甲基-2-吡咯烷酮调和成固含量为55%的浆料。
本实施例的磷酸铁锂软包电池的制备方法与实施例1的基本相同，一是在配料环节有所区别：正极浆料的配制是磷酸铁锂、导电碳黑、导电石墨均不需要烘烤，将羧甲基纤维素纳和丁苯橡胶加入去离子水搅拌，加入导电炭黑和导电石墨继续搅拌，最后加入磷酸铁锂搅拌成粘稠的浆料；负极浆料的配制是所述物料搅拌成浆料。二是在烘烤时间适当调整为25小时。三是在注液后的化成时间可以适当调整。
实施例3，参照附图3，结合实施例2，卷芯辅助模块还可以采用两块卷芯辅助模块8沿卷芯7的外周边对合组成的长方体结构，其内部设有与卷芯7插接配合的弧形凹槽。
正极浆料和负极浆料配置以及制备方法根据本发明技术方案给出的范围进行选择和调整，均能很好的实现本发明的目的，不再一一阐述。
通过上述实施例再次说明：采用的是圆柱卷绕式的卷芯单元组合，卷芯辅助模块进行保护，使用铝塑膜材料外封装，大大提高了电池的安全性和经济性。
以下提供本发明中卷芯所采用的隔膜制备的几个典型实施例。
实施例4
将3000g聚偏氟乙烯、6000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、5000g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到50000g丙酮、2000g乙酸乙酯、1000g乙醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入2500g三氧化二铝、2500g二氧化硅进行搅拌分散，制得粘稠状浆体。用涂敷设备将制备的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯微孔薄膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
实施例5
将3000g聚偏氟乙烯、3000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、4500g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到15000g丙酮、15000g四氢呋喃、2000g乙酸乙酯、1000g乙醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入5000g三氧化二铝进行搅拌分散，制得粘稠状浆体，用涂敷设备将制的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
实施例6
将4000g聚偏氟乙烯、6000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、5000g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到50000g N-甲基吡咯烷酮、2000g乙酸乙酯、1000g乙醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入6000g三氧化二铝进行搅拌分散，制得粘稠状浆体，用涂敷设备将制的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
实施例7
将4000g聚偏氟乙烯、6000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、5000g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到25000g丁酮、25000g四氢呋喃、1000g碳酸二乙酯、1000g乙酸乙酯、1000g丁醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入3500g三氧化二铝、2500g二氧化硅进行搅拌分散，制得粘稠状浆体，用涂敷设备将制的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
实施例8
将5000g聚偏氟乙烯、4000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、5000g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到25000g丁酮、25000g四氢呋喃、1000g碳酸二乙酯、1000g乙酸乙酯、1000g丁醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入6500g二氧化硅进行搅拌分散，制得粘稠状浆体，用涂敷设备将制的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
实施例9
将3000g聚偏氟乙烯、6000g偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、5000g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到50000g N-甲基吡咯烷酮、1000g碳酸二乙酯、1000g乙酸乙酯、1000g丁醇溶剂中，溶解温度40-80℃，再加入7500g三氧化二铝进行搅拌分散，制得粘稠状浆体，用涂敷设备将制的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜上，涂敷浆体的隔膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔膜在经过80℃真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到前述实施例中卷芯所用的隔膜，根据锂离子动力电池生产厂家需求，隔膜经分切，可做成不同宽度隔膜。
对于所公开的实施例的上述说明，仅为本发明较佳的实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡是依照本发明申请专利范围内的内容作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
Claims (5)
1.一种磷酸铁锂软包电池，包括外壳、外极耳、卷芯和电解液，其特征是：卷芯是由多个卷芯单元连接组成，多个卷芯单元被两块卷芯辅助模块夹持固定在其中，外壳采用铝塑膜软包装袋，两个外极耳被密封粘接在铝塑膜软包装袋的袋口处，所有卷芯单元的极耳通过对应的正负极集流体与外极耳连接；所述的卷芯单元是由正极片、隔膜和负极片卷绕而成的圆柱形卷芯，正极片是将以磷酸铁锂为主要成分的正极浆料涂敷在铝箔上制成，负极片是将负极浆料涂敷在铜箔上制成；所述的正极集流体为铝带，负极集流体为铜带或镍带；所述的卷芯辅助模块组合方式包括：一种是两块卷芯辅助模块沿卷芯的轴向对合组成的长方体结构，其内部设有与卷芯插接配合的柱形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽；另一种是两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合组成的长方体结构，其内部设有与卷芯插接配合的弧形凹槽，两块卷芯辅助模块在其对合面上设有相互插接配合的凸柱和凹槽，卷芯辅助模块上设有内外贯通的通孔或通槽，两块卷芯辅助模块沿卷芯的外周边对合方式包括上、下对合结构和左、右对合结构；所述的卷芯辅助模块是PP材质或耐电解液腐蚀的软质橡胶材料制成；所述的卷芯辅助模块在其封闭端设置插槽，正极集流体、负极集流体分别插接固定在卷芯辅助模块对应的端部插槽内；在外极耳与铝塑膜外包装袋的袋口封装面上预制有极耳紧固片，极耳紧固片是由PP材料制成；所述的正极浆料是将重量份为5~7份的粘结剂、87~91份的磷酸铁锂、2~3份的导电碳黑、2~3份的导电石墨与N-甲基-2-吡咯烷酮调和成固含量为45~65%的浆料；所述的负极浆料是将重量份为89~93份的石墨、1~2份的导电炭黑、1~2份的导电石墨、5~7份的粘结剂与去离子水调和成固含量30~50%的浆料；所述的粘结剂包括：聚偏二氟乙烯或者水性胶，或者是重量份1~2份的羧甲基纤维素纳与4~5份的丁苯橡胶的混合物，或者是重量份1~2份的羧甲基纤维素纳、2~2.5份的丁苯橡胶和2~2.5份的水性胶混合物；所述的隔膜的组成如下：以聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜为基体，在基体表面涂敷由聚合物胶体材料和无机填料组成的涂层；所述的聚合物胶体材料是由聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯组成的混合物；所述的无机填料是由纳米级无机粉体材料三氧化二铝、二氧化硅的一种或其混合物组成；所述的聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜基体选用聚丙烯微孔薄膜或者聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔隔膜；所述的无机填料粒度是50nm-200nm；所述隔膜涂层厚度为1-5μm；经过涂聚合物胶体材料和无机填料处理的隔膜孔隙率在30%-50%之间；所述无机填料的重量占涂层聚合物胶体材料重量的30%-100%；聚合物胶体材料中的聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物占总体聚合物胶体材料重量的40%-70%；聚丙烯腈占总体聚合物胶体材料重量的5%-20%；聚甲基丙烯酸甲酯占总体聚合物胶体材料重量的10%-40%；聚合物胶体材料所用溶剂选自下列溶剂的一种或几种：丁酮、丙酮、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙醇、碳酸二乙酯、丁醇。
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂软包电池的制备方法，其特征是包括以下步骤：
（1)配料: 正极浆料的配制是将磷酸铁锂、导电碳黑、导电石墨均烘烤后，将粘结剂加入N-甲基-2-吡咯烷酮搅拌，加入导电炭黑和导电石墨继续搅拌，最后加入磷酸铁锂搅拌成粘稠的浆料；负极浆料的配制是所述物料搅拌成浆料；
(2)涂布:将搅拌好的正极和负极浆料分别均匀地涂敷在铝箔和铜箔上，并留出空白区域作为极耳区；
(3)烘烤:极片涂布完毕后先进行烘烤，在真空烤箱中循环烘烤20-26小时后转到下一工序；
(4)辊压:将正、负极片通过辊压机先切边再辊压到合适的厚度；
(5)分条制片:将辊压后的极片通过分条机进行分条，然后在留白处焊接纯镍材料或纯铝材料的极耳；
(6)烘烤:极片制作完毕再进行循环烘烤20-26小时，然后转到下一工序；
(7)卷绕:将隔膜置于正负极片中间依次叠放，以平均的张紧力卷绕在卷针上，卷绕好之后用胶带将卷芯缠绕包好；
(8)装配:将卷好的卷芯正极耳采用超声波焊接到正极集流体铝带上；负极耳采用超声波焊接到负极集流体镍带或铜带上，再将正极集流体、负极集流体分别与外极耳进行超声波焊接，卷芯装入卷芯辅助模块，将正极集流体、负极集流体分别插入卷芯辅助模块对应的卡槽内，最后装入铝塑膜包装袋内；
（9）注液、化成:注液后24~48小时内化成，首先以0.02C-0.05C的电流进行预充至电压3.0V，然后以0.2C的电流充电至3.8V转为恒压充电，终止电流0.02C -0.05C；充满后再以0.2C放电至2.2V，再以0.5C的电流充放电一次，将0.5C的放电容量作为电池的化成容量；
（10）化成后将电池内气体排出，将铝塑膜包装袋袋口与外极耳、外极耳固定片通过胶黏剂热压密封。
3.根据权利要求2所述的磷酸铁锂软包电池的制备方法，其特征是：在步骤（1）的正极浆料配制过程中，当选用聚偏二氟乙烯作为粘结剂时，先将聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯烷酮搅拌，然后加入导电炭黑和导电石墨继续搅拌，最后加入磷酸铁锂搅拌成粘稠的浆料。
4.根据权利要求2所述的磷酸铁锂软包电池的制备方法，其特征是：在步骤（1）的负极浆料配制过程中，当选用羧甲基纤维素纳和丁苯橡胶或羧甲基纤维素纳和丁苯橡胶、水性胶作为粘结剂时，先将羧甲基纤维素纳加入去离子水中搅拌，再加入导电炭黑和导电石墨继续搅拌，然后加入石墨搅拌，最后加入丁苯橡胶或丁苯橡胶和水性胶乳液搅拌成浆料。
5.根据权利要求2、3或4所述的磷酸铁锂软包电池的制备方法，其特征是：步骤（5）中的正负极片焊接纯镍材料或纯铝材料的极耳数不少于两个。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
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Effective date of registration: 20180731 Address after: 257000 No. 1, annhe Road, Dongying District, Dongying, Shandong. Patentee after: SHANDONG TIANYANG NEW ENERGY Co.,Ltd. Address before: 100086 Room 411, Zhong Jia building, East bell Road, Haidian District, Beijing. Patentee before: Beijing Heheng Zhiquan Technology Co.,Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20141008 |