CN106560947A - 高综合性能磷酸铁锂电池正极及其制备方法和锂离子电池 - Google Patents

高综合性能磷酸铁锂电池正极及其制备方法和锂离子电池 Download PDF

Info

Publication number
CN106560947A
CN106560947A CN201610804000.6A CN201610804000A CN106560947A CN 106560947 A CN106560947 A CN 106560947A CN 201610804000 A CN201610804000 A CN 201610804000A CN 106560947 A CN106560947 A CN 106560947A
Authority
CN
China
Prior art keywords
active layer
iron phosphate
lithium iron
slurry
phosphate battery
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.)
Pending
Application number
CN201610804000.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王继生
孟亚斌
王昌辉
於志锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENZHEN UTILITY POWER SOURCE Co Ltd
Original Assignee
SHENZHEN UTILITY POWER SOURCE Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN UTILITY POWER SOURCE Co Ltd filed Critical SHENZHEN UTILITY POWER SOURCE Co Ltd
Priority to CN201610804000.6A priority Critical patent/CN106560947A/zh
Publication of CN106560947A publication Critical patent/CN106560947A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1397—Processes of manufacture of electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供了一种磷酸铁锂电池正极及其制备方法和锂离子电池。本发明磷酸铁锂电池正极包括集流体，所述集流体具有相对设置的两个表面，一表面上涂设有第一活性层，另一表面上涂设有第二活性层。本发明磷酸铁锂电池正极结构稳定性稳定，电化学性能好，其制备方法工艺条件可控，制备的磷酸铁锂电池正极性能稳定。本发明锂离子电池含有磷酸铁锂电池正极，其循环性能稳定，使用寿命长，且安全性能高。

Description

高综合性能磷酸铁锂电池正极及其制备方法和锂离子电池
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体涉及一种高克容量磷酸铁锂电池正极及其制备方法和锂离子电池。
背景技术
锂离子电池以其高电压、高能量密度和长循环寿命等优异性能而被广泛应用于手机和笔记本电池、动力电池及储能电池等。其中手机和笔记本电池已完全被锂离子电池占据，其他种类的电池根本无法达到这些便携式智能设备的严苛要求。随着锂离子电池技术发展，其在动力电池储能电池中所占的比例也越来越大，从目前的发展趋势而言，锂离子电池正处于一个飞速发展阶段，应用前景广阔。
随着智能手机和笔记本电脑的轻薄化、多功能化和屏幕的加大，现有的锂离子电池同样难以满足消费类电子产品对电池日益苛刻的要求，迫切需要新型技术来有效提高锂离子电池的比能量。锂离子电池通常包括负极、隔膜、电解液、正极等四大关键材料及其他辅助材料。而四大关键材料中，负极和正极是其核心材料，负极和正极材料的比容量和嵌脱锂电压决定了锂离子电池的比能量。
自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4(A为碱金属，M为CoFe两者之组合：LiFeCoPO4)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后，1997年美国德克萨斯州立大学John.B.Goodenough等研究群，也接着报导了LiFePO4的可逆性地迁入脱出锂的特性，美国与日本不约而同地发表橄榄石结构(LiMPO4)，使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的LiCoO2相比，LiFePO4的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染，而且其理论比容量为170mAh/g，产品实际比容量可超过140mAh/g(0.2C,25℃)，因此，磷酸铁锂电池迅速得到的推广。
目前量产的磷酸铁锂电池正极配料主要采用油性体系，由于传统的油性体系磷酸铁锂电池浆料易沉降、极片易吸水，因此生产过程中必须严格控制各个制程工序的温湿度，因此制造成本较高。另一方面，有机溶剂NMP有一定的毒性，对人体有害、环境不友好。因此，水性磷酸铁锂电池也被随之产生，目前量产的水性磷酸铁锂电池虽然有着环保、浆料稳定、电池内阻小和倍率性能好等优点，但是同时，它也有着循环寿命短和高温性能差等不足，其综合电化学性能不理想，从而影响水性磷酸铁锂电池的市场应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种磷酸铁锂电池正极及其制备方法，以解决现有水性磷酸铁锂电池正极存在的综合电化学性能不理想的技术问题。
本发明的另一目的在于提供一种磷酸铁锂锂离子电池，以解决现有水性磷酸铁锂锂离子电池综合性能不理想的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明一方面，提供了一种磷酸铁锂电池正极。所述磷酸铁锂电池正极包括集流体，所述集流体包括相对设置的两个表面，一表面上涂设有第一活性层，另一表面上涂设有第二活性层；其中，
所述第一活性层包括如下重量份的组分：
磷酸铁锂 93-95份
第一导电剂 1.5-2.5份
改性丙烯酸粘结剂 3.5-4.5份；
所述第二活性层包括如下重量份的组分：
磷酸铁锂 92.5-94.5份
第二导电剂 1.5-2.5份
聚偏二氟乙烯粘结剂 4-5份。
本发明另一方面，提供了一种磷酸铁锂电池正极的制备方法。所述磷酸铁锂电池正极的制备方法包括如下步骤：
按照如下第一活性层浆料所含的组分及其组分比例按照电极浆料的配制方法配制成第一活性层浆料，所述第一活性层浆料包括如下重量份的组分：
按照如下第二活性层浆料所含的组分及其组分比例按照电极浆料的配制方法配制成第二活性层浆料，所述第二活性层浆料包括如下重量份的组分：
将所述第一活性层浆料涂覆在包括有相对设置的两个表面正极集流体的其中一表面上，经干燥处理，形成第一活性层；
将所述第二活性层浆料涂覆在所述正极集流体另一表面，经干燥处理，形成第二活性层。
本发明又一方面，提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池含有本发明磷酸铁锂电池正极或由本发明制备方法制备的磷酸铁锂电池正极。
与现有技术相比，本发明磷酸铁锂电池正极采用第一活性层和第二活性层共同构成正极活性层；其中第一活性层所含的改性丙烯酸水性粘结剂能够减少极化、降低电极内阻；第二活性层所含的聚偏二氟乙烯油性粘结剂不仅能够使得第二活性层结构稳固，还能使得电极在首次充电过程中能够形成更加稳定的SEI膜、脱嵌锂过程中磷酸铁锂结构更稳定，因此，通过第一活性层与第二活性层的协同作用，使得本发明磷酸铁锂电池正极结构稳定，内阻小，循环性能好，其具稳定的电化学性能，从而增强了电池的综合性能，比如高温存储性能。
本发明磷酸铁锂电池正极制备方法在集流体一侧表面涂覆含有改性丙烯酸粘结剂的水性浆料，在集流体另一侧涂覆含有聚偏二氟乙烯粘结剂的油性浆料，通过两活性层的协效作用，使得制备的磷酸铁锂电池正极具有优异的结构稳定性，内阻小，循环性能好。另外，本发明制备方法工艺条件可控，制备的磷酸铁锂电池正极电化学性能稳定。
本发明锂离子电池由于含有本发明磷酸铁锂电池正极，因此，本发明锂离子电池循环性能稳定，使用寿命长，且安全性能高，电池的综合性能优异。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明实施例磷酸铁锂电池正极制备方法的工艺步骤图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量份不仅仅可以指代各组分含量，也可以表示各组分间重量比例，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
一方面，本发明实施例提供了一种结构和电化学性能稳定、循环性好的磷酸铁锂电池正极。本发明实施例磷酸铁锂电池正极包括集流体和涂设在所述集流体表面的正极活性层。
其中，集流体含有相对的两个表面，所述正极活性层是由第一活性层和第二活性层构成，且所述第一活性层涂设是在所述集流体的一侧表面上，所述第二活性层涂设在在所述集流体的另一侧表面上。
在一实施例中，所述第一活性层(干粉)包括如下重量份的组分：
磷酸铁锂 93-95份
第一导电剂 1.5-2.5份
改性丙烯酸粘结剂 3.5-4.5份。
在具体实施例中，磷酸铁锂材料选用常规的磷酸铁锂正极材料。
上述第一导电剂可以用常规的导电剂，在一实施例中，所述第一导电剂为CNTs与SP的混合物，且CNTs与SP重量比为(1-1.5):(0.5-1)。通过采用线性CNTs与SP复合使用，提供第一活性层的导电性能。其中，为了提高CNTs的分散性，其理想的是选用水性CNTs。
上述改性丙烯酸粘结剂不仅能够使得第一活性层结构稳定，而且能够减少极化、降低内阻，与第二活性层对电极产生电化学协效作用，使得本发明磷酸铁锂电池正极结构稳定，内阻小，其具稳定的电化学性能。改性丙烯酸粘结剂可以直接市购，在一实施例中，该改性丙烯酸粘结剂选用改性丙烯酸乳液粘结剂、丙烯酸改性壳聚糖衍生物粘结剂，如供应商上海海逸的改性丙烯酸乳液粘结剂和中科立德提供的丙烯酸改性壳聚糖衍生物粘结剂。
在另一实施例中，所述第二活性层(干粉)包括如下重量份的组分：
磷酸铁锂 92.5-94.5份
第二导电剂 1.5-2.5份
聚偏二氟乙烯粘结剂 4-5份
在具体实施例中，磷酸铁锂材料选用常规的磷酸铁锂正极材料。
在进一步实施例中，上述第一活性层中还包括3-5重量份的柠檬酸三钠，该檬酸三钠的存在，能使得第一活性层中各组分分散地更加均匀，从而提高本发明实施例磷酸铁锂电池正极的综合电化学性能，如提高循环性能和降低内阻。
上述第二导电剂可以用常规的导电剂，在一实施例中，所述第二导电剂为CNTs与SP的混合物，且CNTs与SP重量比为(1-1.5):(0.5-1)。通过采用线性CNTs与SP复合使用，提供第二活性层的导电性能。其中，为了提高CNTs的分散性，其理想的是选用油性CNTs。
上述聚偏二氟乙烯粘结剂不仅能够使得第二活性层结构稳固，还能使得电极在首次充电过程中能够形成更加稳定的SEI膜、脱嵌锂过程中使得磷酸铁锂结构更稳定。在具体实施例中，聚偏二氟乙烯粘结剂可以市购，如市购于美国苏威或者厦门中物投生产的聚偏二氟乙烯粘结剂。
在进一步实施例中，上述第二活性层中还包括3-5重量份的草酸，该草酸的存在，能增强第二活性层与正极集流体间的粘结力，提高本发明实施例磷酸铁锂电池正极的综合电化学性能，如循环性能和高温存储性能。
因此，上述第一活性层所含的改性丙烯酸水性粘结剂能够减少极化、降低电极内阻；第二活性层所含的聚偏二氟乙烯粘结剂不仅能够使得第二活性层结构稳固，还能使得电极在首次充电过程中能够形成更加稳定的SEI膜、脱嵌锂过程中使得磷酸铁锂结构更稳定。通过第一活性层与第二活性层的电化学协同作用，使得本发明磷酸铁锂电池正极结构稳定，内阻小，循环性能好，其具稳定的电化学性能，从而增强了电池的综合性能。
另外，为了使得使得磷酸铁锂电池正极具有高的克容量同时具有稳定的结构，最终提高电池的综合性能，在一具体实施例中，所述第一活性层的厚度为130μm-140μm。在另一具体实施例中，所述第二活性层的厚度为130μm-140μm。
在具体实施例中，在上述各磷酸铁锂电池正极实施例中，磷酸铁锂电池正极所含的集流体可以是锂离子电池常用的正极集流体。
因此，本发明实施例磷酸铁锂电池正极含有改性丙烯酸粘结剂的第一活性层和含有聚偏二氟乙烯粘结剂的第二活性层发生协同作用，使得本发明实施例磷酸铁锂电池正极具有高克容量，而且结构稳定，内阻小，循环性能和高温稳定性好，有效提高了其电化学性能，从而增强了电池的综合性能。
另一方面，本发明实施例还提供了上文所述的本发明实施例磷酸铁锂电池正极的制备方法。在一实施例中，本发明实施例磷酸铁锂电池正极的制备方法工艺步骤如图1所示，其包括如下步骤：
步骤S01.配制第一活性层浆料：按照第一活性层浆料所含的组分及其组分比例按照电极浆料的配制方法配制成第一活性层浆料：
步骤S02.配制第二活性层浆料：按照第二活性层浆料所含的组分及其组分比例按照电极浆料的配制方法配制成第二活性层浆料；
步骤S03.在集流体表面一侧涂设第一活性层：将所述第一活性层浆料涂覆在具有相对设置的两个表面正极集流体的其中一表面上，经干燥处理，形成第一活性层；
步骤S04.在集流体表面另一侧涂设第二活性层：将所述第二活性层浆料涂覆在所述正极集流体另一表面，经干燥处理，形成第二活性层。
具体地，上述步骤步骤S01中，作为本发明的一实施例，所述第一活性层浆料包含如下重量份的组分，因此，该第一活性层浆料为水性浆料：
其中，第一活性层浆料所含的磷酸铁锂、第一导电剂和改性丙烯酸粘结剂均如上文本发明实施例磷酸铁锂电池正极中第一活性层中所含的磷酸铁锂、第一导电剂和改性丙烯酸粘结剂，在此不再赘述。
在一实施例中，助溶剂的存在，能够改善第一导电剂与去离子水的浸润，从而使得其与粘结剂更好的混合，实现提高第一活性层浆料的涂层质量。在具体实施例中，该助溶剂可以但不仅仅选用N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
在进一步实施例中，上述第一活性层浆料中还包括3-5重量份的柠檬酸三钠，该檬酸三钠的存在，能提高第一活性层浆料中各组分分散性能，使得第一活性层浆料分散体系更加稳定，从而提高涂设形成的第一活性层的质量，从而进一步提高本发明实施例磷酸铁锂电池正极的电化学性能，如提高循环性能和降低内阻。
上述步骤步骤S02中，作为本发明的一实施例，所述第二活性层浆料包含如下重量份的组分，因此，该第二活性层浆料为油性浆料：
其中，上述第二活性层浆料所含的磷酸铁锂、第二导电剂和聚偏二氟乙烯粘结剂均如上文本发明实施例磷酸铁锂电池正极中第二活性层中所含的磷酸铁锂、第二导电剂和聚偏二氟乙烯粘结剂，在此不再赘述。
作为第二浆料的油性溶剂可以但不仅仅选用N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
在进一步实施例中，上述第二活性层浆料中还包括3-5重量份的草酸，该草酸的存在，使得第二活性层浆料涂设形成的第二活性层与正极集流体间的粘结力增强，提高本发明实施例磷酸铁锂电池正极结构的稳固性能，从而提高本发明实施例磷酸铁锂电池正极的综合电化学性能，如循环性能和高温存储性能。
另外，上述步骤S01和步骤S02没有先后顺序。
上述步骤S03中，第一活性层浆料涂覆在正极集流体表面一侧可以但不仅仅按照常规涂覆工艺进行涂覆。
在一实施例中，通过控制涂覆所述第一活性层浆料的量，使得形成的所述第一活性层的厚度为130μm-140μm。通过控制其涂层的厚度，与步骤S04中第第二活性层之间发挥协效作用，赋予本发明实施例磷酸铁锂电池正极高的克容量和优异的结构稳定性。
作为本发明的一实施例，该步骤S03干燥处理的条件为100-120℃，以除去水分或油性溶剂。
该步骤S03中的集流体可以是锂离子电池常用的集流体。
上述步骤S04中，第二活性层浆料涂覆在在正极集流体表面另一侧可以但不仅仅按照常规涂覆工艺进行涂覆。
在一实施例中，通过控制涂覆所述第二活性层浆料的量，使得形成的所述第二活性层的厚度为130μm-140μm。通过控制其涂层的厚度，与步骤S03中第一活性层之间发挥协效作用，赋予本发明实施例磷酸铁锂电池正极高的克容量和优异的结构稳定性。
作为本发明的一实施例，该步骤S04干燥处理的条件为100-120℃，以除去水分或油性溶剂。
另外，上述步骤S03和步骤S04也没有先后顺序，可以先涂设第一活性层，也可以先涂设第二活性层。
理所当然的是，本发明实施例磷酸铁锂电池正极的制备方法在上述活性层涂设完毕之后，还包括极片的其他常规的工艺步骤，如制片等工艺步骤。
因此，本发明实施例磷酸铁锂电池正极制备方法在集流体一侧表面涂覆含有改性丙烯酸粘结剂的水性浆料，在集流体另一侧涂覆含有聚偏二氟乙烯粘结剂的油性浆料，通过两活性层的协效作用，使得制备的磷酸铁锂电池正极具有优异的结构稳定性，内阻小，循环性能和高温存储性能好。另外，本发明制备方法工艺条件可控，制备的磷酸铁锂电池正极电化学性能稳定。
又一方面，基于上文所述的本发明实施例磷酸铁锂电池正极及其制备方法，本发明实施例还提供了一种锂离子电池。该锂离子电池的结构可以如同锂离子电池常规结构，其中，锂离子电池所含的正电极为上文所述的本发明实施例磷酸铁锂电池正极或者采用上文本发明实施例制备方法制备的磷酸铁锂电池正极。
这样，由于本发明实施例锂离子电池含有上文所述的本发明实施例磷酸铁锂电池正极，从而赋予了本发明实施例锂离子电池优异的电化学性能，如赋予本发明实施例锂离子电池优异的循环性能和安全性能，使用寿命长，电池综合性能优异。
现提供多个上述磷酸铁锂电池正极及其制备方法实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
本实施例提供了一种磷酸铁锂电池正极及其制备方法。本实施例磷酸铁锂电池正极包括正极集流体和涂设在所述集流体表面的正极活性层，所述正极活性层由第一活性层和第二活性层构成，且所述第一活性层涂设在集流体的一侧，第二活性层涂设在集流体的另一侧，其中，第一活性层含有改性丙烯酸乳液粘结剂，所述第二活性层含有聚偏二氟乙烯粘结剂粘结剂。
本实施例磷酸铁锂电池正极制备方法如下：
步骤S11.配制第一活性层浆料：
将磷酸铁锂94.0重量份、水性CNTs 1.2重量份、SP 0.8重量份、改性丙烯酸粘结剂4.0重量份、NMP 4.0重量份、柠檬酸三钠4.0、去离子水110重量份进行配制成第一活性层浆料；
步骤S12.配制第二活性层浆料：
将磷酸铁锂94.0重量份、油性CNTs：1.2重量份、SP 0.8重量份、聚偏二氟乙烯粘结剂4.0重量份、草酸3.0重量份、油性溶剂NMP 80重量份进行配制成第二活性层浆料；
步骤S13.将所述第一活性层浆料涂覆在正极集流体一侧表面上，经干燥处理，形成厚度为135±2μm的第一活性层；
步骤S14.将所述第二活性层浆料涂覆在正极集流体另一侧表面上，经干燥处理，形成135±2μm的第二活性层；
步骤S15.待制片工序完成后，在真空烤箱中100℃-120℃烘烤8h，充分除去极片中的水分和油性溶剂制备获得磷酸铁锂电池正极。
对比实施例11
水性正极浆料按此配方进行配料：94.0重量份、水性CNTs：1.2重量份、SP 0.8重量份、改性丙烯酸粘结剂4.0重量份、NMP 4.0重量份、柠檬酸三钠4.0重量份、去离子水110重量份。
将对比实施例11浆料按照实施例1中的第一活性层浆料涂覆方式在集流体整个表面涂层形成135±2μm的活性层，形成磷酸铁锂电池正极。
对比实施例12
油性正极浆料按此配方进行配料：磷酸铁锂94.0重量份、油性CNTs：1.2重量份、SP0.8重量份、聚偏二氟乙烯粘结剂4.0重量份、草酸3.0重量份、油性溶剂NMP 80重量份。
将对比实施例12浆料按照实施例1中的第二活性层浆料涂覆方式在集流体整个表面涂层形成135±2μm的活性层，形成磷酸铁锂电池正极。
实施例2
本实施例提供了一种磷酸铁锂电池正极及其制备方法。本实施例磷酸铁锂电池正极的结构如同实施例1中的磷酸铁锂电池正极。
本实施例磷酸铁锂电池正极制备方法如下：
步骤S21.配制第一活性层浆料：
将磷酸铁锂93.5重量份、水性CNTs 1.2重量份、SP 0.8重量份、改性丙烯酸粘结剂4.5重量份、NMP 4.0重量份、柠檬酸三钠4.0重量份、去离子水140重量份进行配制成第一活性层浆料；
步骤S22.配制第二活性层浆料：
将磷酸铁锂93.5重量份、油性CNTs：1.2重量份、SP 0.8重量份、聚偏二氟乙烯粘结剂4.5重量份、草酸3.0重量份、油性溶剂NMP 100重量份进行配制成第二活性层浆料；
步骤S23.将所述第一活性层浆料涂覆在正极集流体一侧表面上，经干燥处理，形成厚度为135±2μm的第一活性层；
步骤S24.将所述第二活性层浆料涂覆在正极集流体另一侧表面上，经干燥处理，形成135±2μm的第二活性层；
步骤S25.待制片工序完成后，在真空烤箱中100℃-120℃烘烤8h，充分除去极片中的水分和油性溶剂制备获得磷酸铁锂电池正极。
对比实施例21
水性正极浆料按此配方进行配料：磷酸铁锂93.5重量份、水性CNTs：1.2重量份、SP0.8重量份、改性丙烯酸粘结剂4.5重量份、NMP 4.0重量份、柠檬酸三钠4.0重量份、去离子水140重量份。
将对比实施例21浆料按照实施例2中的第一活性层浆料涂覆方式在集流体整个表面涂层形成135±2μm的活性层，形成磷酸铁锂电池正极。
对比实施例22
油性正极浆料按此配方进行配料：磷酸铁锂93.5重量份、油性CNTs：1.2重量份、SP0.8重量份、聚偏二氟乙烯粘结剂4.5重量份、草酸3.0重量份、油性溶剂NMP 100重量份。
将对比实施例22浆料按照实施例1中的第二活性层浆料涂覆方式在集流体整个表面涂层形成135±2μm的活性层，形成磷酸铁锂电池正极。
实施例3
本实施例提供了一种磷酸铁锂电池正极及其制备方法。本实施例磷酸铁锂电池正极的结构如同实施例1中的磷酸铁锂电池正极。
本实施例磷酸铁锂电池正极制备方法如下：
步骤S31.配制第一活性层浆料：
将磷酸铁锂93.5重量份、水性CNTs 1.5重量份、SP 1.0重量份、改性丙烯酸粘结剂3.5重量份、NMP 4.0重量份、柠檬酸三钠4.0重量份、去离子水130重量份进行配制成第一活性层浆料。
步骤S32.配制第二活性层浆料：
将磷酸铁锂93.5重量份、油性CNTs：1.5重量份、SP 1.0重量份、聚偏二氟乙烯粘结剂5.0重量份、草酸3.0重量份、油性溶剂NMP 90重量份进行配制成第二活性层浆料。
步骤S33.将所述第一活性层浆料涂覆在正极集流体一侧表面上，经干燥处理，形成厚度为135±2μm的第一活性层；
步骤S34.将所述第二活性层浆料涂覆在正极集流体另一侧表面上，经干燥处理，形成135±2μm的第二活性层；
步骤S35.待制片工序完成后，在真空烤箱中100℃-120℃烘烤8h，充分除去极片中的水分和油性溶剂制备获得磷酸铁锂电池正极。
对比实施例31
水性正极浆料按此配方进行配料：磷酸铁锂93.5重量份、水性CNTs：1.5重量份、SP1.0重量份、改性丙烯酸粘结剂3.5重量份、NMP 4.0重量份、柠檬酸三钠4.0重量份、去离子水130重量份。
将对比实施例31浆料按照实施例3中的第一活性层浆料涂覆方式在集流体整个表面涂层形成135±2μm的活性层，形成磷酸铁锂电池正极。
对比实施例32
油性正极浆料按此配方进行配料：
磷酸铁锂93.5重量份、油性CNTs：1.5重量份、SP 1.0重量份、聚偏二氟乙烯粘结剂5.0重量份、草酸3.0重量份、油性溶剂NMP 90重量份。
将对比实施例32浆料按照实施例3中的第二活性层浆料涂覆方式在集流体表面涂层形成135±2μm的活性层，形成磷酸铁锂电池正极。
电化学性能测试
将上述实施例1-3提供的磷酸铁锂电池正极和对比实施例11-32提供的正极片分别与正极片、电解液等照常规流程组装成锂离子电池，并对各锂离子电池进行1C、51C、10C循环性能测试，其中，各锂离子除了正极片不同之外，其他的如负极片、电解液等其他均相同。测试结果如下表所示：
由上述数据可知，含有本发明实施例提供的磷酸铁锂电池正极循环性能稳定、内阻小，由此说明了本发明实施例磷酸铁锂电池正极具有优异的结构稳定性、内阻小等优点。由此本发明实施例锂离子电池使用寿命长，循环性能稳定，且安全性能高，电池综合性能高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磷酸铁锂电池正极，包括集流体，所述集流体包括相对设置的两个表面，一表面上涂设有第一活性层，另一表面上涂设有第二活性层；其中，
所述第一活性层包括如下重量份的组分：
磷酸铁锂 93-95份
第一导电剂 1.5-2.5份
改性丙烯酸粘结剂 3.5-4.5份；
所述第二活性层包括如下重量份的组分：
磷酸铁锂 92.5-94.5份
第二导电剂 1.5-2.5份
聚偏二氟乙烯粘结剂 4-5份。
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极，其特征在于：所述第一活性层的厚度为130μm-140μm；和/或所述第二活性层的厚度为130μm-140μm。
3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极，其特征在于：所述第一活性层还包括3-5份柠檬酸三钠；和/或所述第二活性层还包括3-5份草酸。
4.根据权利要求1或2所述的磷酸铁锂电池正极，其特征在于：所述第一导电剂为CNTs与SP的混合物，且CNTs与SP重量比为(1-1.5):(0.5-1)；和/或
所述第二导电剂为CNTs与SP的混合物，且CNTs与SP重量比为(1-1.5)：(0.5-1)。
5.一种磷酸铁锂电池正极的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
按照如下第一活性层浆料所含的组分及其组分比例按照电极浆料的配制方法配制成第一活性层浆料，所述第一活性层浆料包括如下重量份的组分：
按照如下第二活性层浆料所含的组分及其组分比例按照电极浆料的配制方法配制成第二活性层浆料，所述第二活性层浆料包括如下重量份的组分：
将所述第一活性层浆料涂覆在包括有相对设置的两个表面正极集流体的其中一表面上，经干燥处理，形成第一活性层；
将所述第二活性层浆料涂覆在所述正极集流体另一表面，经干燥处理，形成第二活性层。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：还包括将涂设有所述第一活性层和所述第二活性层的正极置于100℃-120℃烘烤的步骤。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述第一活性层浆料中还含有3.0-5.0重量份的柠檬酸三钠；和/或所述第二活性层浆料中还含有3.0-5.0重量份的草酸。
8.根据权利要求5-7任一所述的制备方法，其特征在于：通过控制涂覆所述第一活性层浆料的量，使得形成的所述第一活性层的厚度为130μm-140μm；和/或通过控制涂覆所述第二活性层浆料的量，使得形成的所述第二活性层的厚度为130μm-140μm。
9.根据权利要求5-7任一所述的制备方法，其特征在于：所述第一导电剂为CNTs与SP的混合物，且CNTs与SP重量比为(1-1.5):(0.5-1)；和/或
所述第二导电剂为CNTs与SP的混合物，且CNTs与SP重量比为(1-1.5)：(0.5-1)。
10.一种锂离子电池，包括正电极，其特征在于：所述正电极为权利要求1-4任一所述的磷酸铁锂电池正极或由权利要求5-9任一所述的制备方法制备获得。
CN201610804000.6A 2016-09-05 2016-09-05 高综合性能磷酸铁锂电池正极及其制备方法和锂离子电池 Pending CN106560947A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610804000.6A CN106560947A (zh) 2016-09-05 2016-09-05 高综合性能磷酸铁锂电池正极及其制备方法和锂离子电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610804000.6A CN106560947A (zh) 2016-09-05 2016-09-05 高综合性能磷酸铁锂电池正极及其制备方法和锂离子电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106560947A true CN106560947A (zh) 2017-04-12

Family

ID=58485693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610804000.6A Pending CN106560947A (zh) 2016-09-05 2016-09-05 高综合性能磷酸铁锂电池正极及其制备方法和锂离子电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106560947A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113782723A (zh) * 2021-09-02 2021-12-10 东莞维科电池有限公司 一种正极极片及其制备方法、锂离子电池
CN114464791A (zh) * 2022-01-26 2022-05-10 广东羚光新材料股份有限公司 一种水系磷酸铁锂正极浆料及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102104140A (zh) * 2010-12-29 2011-06-22 常州华科新能源科技有限公司 动力电池电极及其制备方法
CN102315426A (zh) * 2011-08-31 2012-01-11 李学智 聚合物电池的油、水体系复合制片工艺
CN102569740A (zh) * 2011-12-31 2012-07-11 杭州力奥科技有限公司 一种磷酸铁锂电池正极浆料制作与涂布方法
JP2014035963A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Fuji Heavy Ind Ltd 正極材料リチウムイオン蓄電デバイス、及びその製造方法
KR20160039984A (ko) * 2014-10-02 2016-04-12 주식회사 엘지화학 양극의 제조방법 및 이로부터 제조된 양극

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102104140A (zh) * 2010-12-29 2011-06-22 常州华科新能源科技有限公司 动力电池电极及其制备方法
CN102315426A (zh) * 2011-08-31 2012-01-11 李学智 聚合物电池的油、水体系复合制片工艺
CN102569740A (zh) * 2011-12-31 2012-07-11 杭州力奥科技有限公司 一种磷酸铁锂电池正极浆料制作与涂布方法
JP2014035963A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Fuji Heavy Ind Ltd 正極材料リチウムイオン蓄電デバイス、及びその製造方法
KR20160039984A (ko) * 2014-10-02 2016-04-12 주식회사 엘지화학 양극의 제조방법 및 이로부터 제조된 양극

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113782723A (zh) * 2021-09-02 2021-12-10 东莞维科电池有限公司 一种正极极片及其制备方法、锂离子电池
CN114464791A (zh) * 2022-01-26 2022-05-10 广东羚光新材料股份有限公司 一种水系磷酸铁锂正极浆料及其制备方法和应用
CN114464791B (zh) * 2022-01-26 2023-10-31 广东羚光新材料股份有限公司 一种水系磷酸铁锂正极浆料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Processable and moldable sodium‐metal anodes
JP6999425B2 (ja) リチウムイオンゲル電池
CN110556611B (zh) 高性能电容器辅助蓄电池的负极的预锂化
KR101875436B1 (ko) 첨가제 제제 및 리튬 이온 전지용 조성물 및 이를 포함하는 리튬 이온 전지
CN101510625B (zh) 一种超高倍率锂离子电池
CN105261760B (zh) 锂离子电池水性正极复合集流体、正极片及其制备方法、锂离子电池
CN106560943A (zh) 硅碳负电极及其制备方法和锂离子电池
CN101901932A (zh) 可快充高安全高倍率电池及其制作方法
CN106099080A (zh) 一种基于ncm三元复合材料的锂离子电池及其制备方法
CN105655559A (zh) 一种锂离子电池及其制备方法
WO2016202168A1 (zh) 一种锂离子电池正极浆料及其制备方法
CN107546363A (zh) 负极片及锂离子电池
CN108258207A (zh) 一种快充快放型高功率锂离子电池的正极涂膏及制作方法
CN106299245A (zh) 硅基负电极及其制备方法和锂离子电池
KR20180004121A (ko) 비수 전해질 이차 전지용 전극 및 비수 전해질 이차 전지
CN105470473A (zh) 正极活性材料及二次电池
CN103296312A (zh) 一种大功率高倍率磷酸铁锂电池的制备方法
CN112713266A (zh) 负极浆料及其应用
CN107959021A (zh) 一种圆柱镍钴锰酸锂动力电池的制备方法
CN111029584A (zh) 一种锂离子电池正极活性材料、其制备方法和用途
CN106560947A (zh) 高综合性能磷酸铁锂电池正极及其制备方法和锂离子电池
CN105226325B (zh) 一种钛酸锂电池用电解液及钛酸锂电池
CN103606706A (zh) 一种锂离子电池及其制备方法
CN106374083B (zh) 硅基负电极及其制备方法和锂离子电池
CN104900881A (zh) 一种掺铅改性的锂离子电池复合正极材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170412

RJ01 Rejection of invention patent application after publication