專利名稱：雙性活性材料電極的鋰電池極片及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雙性活性材料電極的鋰電池極片及其生產方法。
背景技術：
目前，鋰離子電池產品均采用單一油性粘合劑作為電池正、負極活性物粘合劑制作成油性活性材料電池極片。由于粘合劑屬高分子材料合成，其最致命的缺點就是老化； 加工、貯存和使用的各個階段都會發(fā)生材料的性能變壞，如相對分子量下降、脆化和表面龜裂，更為嚴重的是沖擊強度、柔韌性、拉伸強度和伸長率等力學性能的大幅度下降，從而影響鋰電池的性能和壽命。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現有技術的不足而提供一種可以遲緩材料的老化，材料的性能不會化生變化，減少機械對材料表面磨損的雙性活性材料電極的鋰電池極片及其生產方法。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是一種雙性活性材料電極的鋰電池，包括正極片及負極片，其特征在于在所述正、負極片的一面涂覆粘結電池活性材料的A面涂層， 所述A面涂層為電池活性材料和水性粘合劑及抗氧化劑，所述水性粘合劑包括聚四氟乙烯或丁苯乳膠，水性粘合劑與抗氧化劑重量比為100 :1. 8士0.2 ；正、負極片的另一面涂覆粘結電池活性材料的B面涂層，所述B面涂層為電池活性材料及油性粘合劑，所述油性粘合劑為聚偏氟乙烯。所述正極片的材料為磷酸鐵鋰或錳酸鋰或鈷酸鋰或三元材料鋰離子電池。雙性活性材料電極的鋰電池極片生產方法，其特征在于對于生產磷酸鐵鋰電池的步驟如下
(一)取硫脲(CH4N2S)溶于去離子水中，濃度為1. 5%士20% ； (二)取過渡金屬化合物(C5H5)2Fe并溶于去離子水中，濃度為4. 5%士20% ；
(三)將⑴、⑵按重量比為1:100混合，攪拌機轉速15士2轉/分，攪拌30 35分鐘制成抗氧化劑；
(四)將充分均勻混合的抗氧化劑儲存于避光密封的室溫條件下靜置6 7天，待用；
(五)、原料配比
正極材料包括80% 90%的磷酸鐵鋰材料、8% 12%的導電劑納米碳管、洲 7%的油性粘合劑及H 7%的分散劑NMP或H 7%的水性粘合劑SBR，所述磷酸鐵鋰材料的顆粒直徑為D50 30Mm，導電劑納米碳管的顆粒直徑為D50 5nm，正極基帶為鋁箔；
負極材料包括83% 88%的石墨，8% 12%的導電劑納米碳管、2% 4%的粘合劑油性及1 4%的分散劑NMP或水性粘合劑SBR，所述導電劑納米碳管的顆粒直徑為D50 5nm，負極基帶為銅箔。(六)制漿⑴將磷酸鐵鋰材料與導電劑納米碳管按重量比份初步混合，球磨時間為2小時左右； (2)球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次間隔30士2分鐘，溫度設置為80°C 士5%，按重量比份將粘合劑與分散劑同時加入，低速攪拌轉速為15士2轉/分；第三次緩慢加入抗氧化劑；第四次進入高速攪拌45 士 2轉/分；
⑶真空混合將所述動力混合機接上真空，保持真空度為-0. 09Mpa，攪拌30士2分鐘； 動力混合機參數設置公轉為10士2分鐘，自轉為8士2轉/分；
⑷漿料存放將合格漿料至于室溫密閉避光真空罐內，靜置時間不得超過4小時。否則必須連接攪拌機低速攪拌30分鐘，再進入涂布工序； (七)涂布
⑴涂布設備的進料容器必須配備有攪拌器，以防活性物質沉降造成正極片不同部位組成不均一。⑵烘箱溫度設定根椐其長度和拉漿速度不同各有差異，以三段溫度設置為例，進料口的前段在80 90°C，中段設為60 70°C，尾段溫度為常溫。以保證極帶在烘箱內迅速干燥后盡量冷卻，在出帶口接近常溫，使極帶柔韌便于卷繞。(A)卷繞
將所述正、負極片的一面涂覆水性活性材料的A面涂層，另一面涂覆油性活性材料的B 面涂層；制作電池卷芯時，將B面涂層卷繞于卷芯外側，A面涂層卷繞于卷芯內側；
(九)將卷芯裝入鋼殼，經注入電解液、化成充電，即制成雙性活性材料磷酸鐵鋰電池。雙性活性材料電極的鋰電池極片生產方法，其特征在于對于生產鈷酸鋰電池的步驟如下
(一)取硫脲(CH4N2S)溶于去離子水中，濃度為1. 3%士 15% ；
(二)取過渡金屬化合物(Ni (CO)4),溶于去離子水中，濃度為5%士 15% ；
(三)將(一)、(二)重量比為1:100混合，攪拌機轉速15士2轉/分，攪拌35 40分鐘， 制得抗氧化劑；
(四)將充分均勻混合的抗氧化劑儲存于避光密封的室溫條件下靜置6 7天，待用；
(五)原料配比
正極材料包括80% 88%的的鈷酸鋰LiCoO2, 3% 9%的石墨導電劑、洲 4%的硅粉粒、洲 4%的油性粘合劑PVDT及m 4%的分散劑NMP或水性粘合劑，所述硅粉粒徑為 D50 -20nm，所述分散劑是濃度為20%的乙醇水溶液；
負極材料包括88% 95%的碳材料，1% 4%的硅粉導電劑、2% 4%的油性粘合劑PVDT 及m 4%的分散劑NMP，所述分散劑是濃度為20%的乙醇水溶液；
(六)制漿
⑴將鈷酸鋰及石墨導電劑粉料按重量比份初步混合，球磨時間為2小時左右； (2)球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次間隔30 士 2分鐘，溫度設置為80°C 士 5%，按重量比份將粘合劑與分散劑同時加入，低速攪拌轉速為15士2轉/分；第三次緩慢加入抗氧化劑；第四次進入高速攪拌45士2轉/分；
⑶真空混合將所述動力混合機接上真空，保持真空度為-0. 09Mpa，攪拌30士2分鐘； 動力混合機參數設置公轉為10士2分鐘，自轉為8士2轉/分；
⑷漿料存放將合格漿料至于室溫密閉避光真空罐內，靜置時間不得超過4小時。否則必須連接攪拌機低速攪拌30分鐘，再進入涂布工序； (七)涂布
⑴涂布設備的進料容器必須配備有攪拌器，以防活性物質沉降造成正極片不同部位組成不均一；
⑵烘箱溫度設定根椐其長度和拉漿速度不同各有差異，以三段溫度設置為例，進料口的前段在80 90°C，中段設為60 70°C，尾段溫度更低甚至可為常溫。以保證正極帶在烘箱內迅速干燥后盡量冷卻，在出帶口接近常溫，使極帶柔韌便于卷繞； (A)卷繞
將所述正、負極片的一面涂覆水性活性材料的A面涂層，另一面涂覆油性活性材料的B 面涂層；制作電池卷芯時，將B面涂層卷繞于卷芯外側，A面涂層卷繞于卷芯內側；
(九)將卷芯裝入鋼殼，經注入電解液、化成充電，即制成雙性活性材料磷酸鐵鋰電池。本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點為在本不降低現通用技術產品性能(如電池比容量、電池的循環(huán)性)的前提下，極大的提高雙性活性材料電池產品的使用安全性，提高產品的充放電倍率；降低電池內阻和產品制造成本，進一步提高鋰離子電池產品的社會效益和經濟效益。
具體實施例方式下面將結合實施例對本發(fā)明做進一步的詳述 實施例一
一種雙性活性材料電極的鋰電池，包括正極片及負極片，本發(fā)明特點是在所述正、負極片的一面涂覆粘結電池活性材料的A面涂層，所述A面涂層為電池活性材料和水性粘合劑及抗氧化劑，所述水性粘合劑包括聚四氟乙烯或丁苯乳膠，水性粘合劑與抗氧化劑重量比為100 1. 6 ；正、負極片的另一面涂覆粘結電池活性材料的B面涂層，所述B面涂層為電池活性材料及油性粘合劑，所述油性粘合劑為聚偏氟乙烯。在本實施例中，所述正極片的材料為磷酸鐵鋰電池。在本實施例中，對于生產磷酸鐵鋰電池的步驟如下 (一)取硫脲(CH4N2S)溶于去離子水中，濃度為1. 2% ；
(二)取過渡金屬化合物(C5H5)2Fe并溶于去離子水中，濃度為3. 6% ；
(三)將⑴、⑵按重量比為1:100混合，攪拌機轉速13轉/分，攪拌35分鐘制成抗氧化
劑；
(四)將充分均勻混合的抗氧化劑儲存于避光密封的室溫條件下靜置6天，待用；
(五)、原料配比
正極材料包括80%的磷酸鐵鋰材料、1 的導電劑納米碳管、3%的油性粘合劑及5%的分散劑NMP或5%的水性粘合劑SBR，所述磷酸鐵鋰材料的顆粒直徑為D30Mm，導電劑納米碳管的顆粒直徑為D5nm，正極基帶為鋁箔；
負極材料包括83%的石墨，12%的導電劑納米碳管、4%的粘合劑油性及1%的分散劑NMP 或水性粘合SBR，所述導電劑納米碳管的顆粒直徑為D5nm，負極基帶為銅箔。(六)制漿
⑴將磷酸鐵鋰材料與導電劑納米碳管按重量比份初步混合，球磨時間為2小時左右；(2)球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次間隔觀分鐘，溫度設置為76°C，按重量比份將粘合劑與分散劑同時加入，低速攪拌轉速為13轉/分；第三次緩慢加入抗氧化劑；第四次進入高速攪拌43轉/分；
⑶真空混合將所述動力混合機接上真空，保持真空度為-0. 09Mpa,攪拌觀分鐘；動力混合機參數設置公轉為8分鐘，自轉為6轉/分；
⑷漿料存放將合格漿料至于室溫密閉避光真空罐內，靜置時間不得超過4小時。否則必須連接攪拌機低速攪拌30分鐘，再進入涂布工序； (七)涂布
⑴涂布設備的進料容器必須配備有攪拌器，以防活性物質沉降造成正極片不同部位組成不均一。⑵烘箱溫度設定根椐其長度和拉漿速度不同各有差異，以三段溫度設置為例，進料口的前段在80°C，中段設為70°C，尾段溫度為常溫。以保證極帶在烘箱內迅速干燥后盡量冷卻，在出帶口接近常溫，使極帶柔韌便于卷繞。(八)卷繞
將所述正、負極片的一面涂覆水性活性材料的A面涂層，另一面涂覆油性活性材料的B 面涂層；制作電池卷芯時，將B面涂層卷繞于卷芯外側，A面涂層卷繞于卷芯內側；
(九)將卷芯裝入鋼殼，經注入電解液、化成充電，即制成雙性活性材料磷酸鐵鋰電池。實施例二
在本實施例中，對于生產磷酸鐵鋰電池的步驟如下 (一)取硫脲(CH4N2S)溶于去離子水中，濃度為1. 8% ； (二)取過渡金屬化合物(C5H5)Je并溶于去離子水中，濃度為5. 4% ；
(三)將⑴、⑵按重量比為1:100混合，攪拌機轉速17轉/分，攪拌35分鐘制成抗氧化
劑；
(四)將充分均勻混合的抗氧化劑儲存于避光密封的室溫條件下靜置7天，待用；
(五)、原料配比
正極材料包括88%的磷酸鐵鋰材料、8%的導電劑納米碳管、洲的油性粘合劑及m的分散劑NMP或m的水性粘合劑SBR，所述磷酸鐵鋰材料的顆粒直徑為D50Mm，導電劑納米碳管的顆粒直徑為D50nm，正極基帶為鋁箔；
負極材料包括88%的石墨，8%的導電劑納米碳管、2%的粘合劑油性及21的分散劑NMP 或水性粘合劑SBR，所述導電劑納米碳管的顆粒直徑為D505nm，負極基帶為銅箔。(六)制漿
⑴將磷酸鐵鋰材料與導電劑納米碳管按重量比份初步混合，球磨時間為2小時左右； (2)球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次間隔32分鐘，溫度設置為84°C，按重量比份將粘合劑與分散劑同時加入，低速攪拌轉速為17轉/分；第三次緩慢加入抗氧化劑；第四次進入高速攪拌47轉/分；
⑶真空混合將所述動力混合機接上真空，保持真空度為-0. 09Mpa，攪拌32分鐘；動力混合機參數設置公轉為12分鐘，自轉為10轉/分；
⑷漿料存放將合格漿料至于室溫密閉避光真空罐內，靜置時間不得超過4小時。否則必須連接攪拌機低速攪拌30分鐘，再進入涂布工序；(七)涂布
⑴涂布設備的進料容器必須配備有攪拌器，以防活性物質沉降造成正極片不同部位組成不均一。⑵烘箱溫度設定根椐其長度和拉漿速度不同各有差異，以三段溫度設置為例，進料口的前段在90°C，中段設為60°C，尾段溫度為常溫。以保證極帶在烘箱內迅速干燥后盡量冷卻，在出帶口接近常溫，使極帶柔韌便于卷繞。(八)卷繞
將所述正、負極片的一面涂覆水性活性材料的A面涂層，另一面涂覆油性活性材料的B 面涂層；制作電池卷芯時，將B面涂層卷繞于卷芯外側，A面涂層卷繞于卷芯內側；
(九)將卷芯裝入鋼殼，經注入電解液、化成充電，即制成雙性活性材料磷酸鐵鋰電池。實施例三
對于生產磷酸鐵鋰電池的步驟如下 (一)取硫脲(CH4N2S)溶于去離子水中，濃度為1. 5% ； (二)取過渡金屬化合物(C5H5)2Fe并溶于去離子水中，濃度為4. 5% ；
(三)將⑴、⑵按重量比為1:100混合，攪拌機轉速15轉/分，攪拌32分鐘制成抗氧化
劑；
(四)將充分均勻混合的抗氧化劑儲存于避光密封的室溫條件下靜置6.5天，待用；
(五)、原料配比
正極材料包括84%的磷酸鐵鋰材料、9%的導電劑納米碳管、4%的油性粘合劑及3%的分散劑NMP或3%的水性粘合劑SBR，所述磷酸鐵鋰材料的顆粒直徑為D40Mm，導電劑納米碳管的顆粒直徑為D30nm，正極基帶為鋁箔；
負極材料包括85%的石墨，9%的導電劑納米碳管、3%的粘合劑油性及3%的分散劑NMP 或水性粘合劑SBR，所述導電劑納米碳管的顆粒直徑為D30nm，負極基帶為銅箔。(六)制漿
⑴將磷酸鐵鋰材料與導電劑納米碳管按重量比份初步混合，球磨時間為2小時左右； (2)球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次間隔30分鐘，溫度設置為80°C，按重量比份將粘合劑與分散劑同時加入，低速攪拌轉速為15轉/分；第三次緩慢加入抗氧化劑；第四次進入高速攪拌45轉/分；
⑶真空混合將所述動力混合機接上真空，保持真空度為-0. 09Mpa，攪拌30分鐘；動力混合機參數設置公轉為10分鐘，自轉為8轉/分；
⑷漿料存放將合格漿料至于室溫密閉避光真空罐內，靜置時間不得超過4小時。否則必須連接攪拌機低速攪拌30分鐘，再進入涂布工序； (七)涂布
⑴涂布設備的進料容器必須配備有攪拌器，以防活性物質沉降造成正極片不同部位組成不均一。⑵烘箱溫度設定根椐其長度和拉漿速度不同各有差異，以三段溫度設置為例，進料口的前段在85 °C，中段設為65 °C，尾段溫度為常溫。以保證極帶在烘箱內迅速干燥后盡量冷卻，在出帶口接近常溫，使極帶柔韌便于卷繞。(A)卷繞將所述正、負極片的一面涂覆水性活性材料的A面涂層，另一面涂覆油性活性材料的B 面涂層；制作電池卷芯時，將B面涂層卷繞于卷芯外側，A面涂層卷繞于卷芯內側；
(九)將卷芯裝入鋼殼，經注入電解液、化成充電，即制成雙性活性材料磷酸鐵鋰電池。實施例四
一種雙性活性材料電極的鋰電池，包括正極片及負極片，本發(fā)明特點是在所述正、負極片的一面涂覆粘結電池活性材料的A面涂層，所述A面涂層為電池活性材料和水性粘合劑及抗氧化劑，所述水性粘合劑包括聚四氟乙烯或丁苯乳膠，水性粘合劑與抗氧化劑重量比為100 1. 8 ；正、負極片的另一面涂覆粘結電池活性材料的B面涂層，所述B面涂層為電池活性材料及油性粘合劑，所述油性粘合劑為聚偏氟乙烯。在本實施例中所述正極片的材料為鈷酸鋰。對于生產鈷酸鋰電池的步驟如下
(一)取硫脲(CH4N2S)溶于去離子水中，濃度為1. 3% ；
(二)取過渡金屬化合物(Ni (CO) 4)，溶于去離子水中，濃度為5% ；
(三)將(一)、(二)重量比為1:100混合，攪拌機轉速15轉/分，攪拌38分鐘，制得抗氧化劑；
(四)將充分均勻混合的抗氧化劑儲存于避光密封的室溫條件下靜置6天半，待用；
(五)原料配比
正極材料包括85%的的鈷酸鋰LiCoO2,6%的石墨導電劑、3%的硅粉粒、3%的油性粘合劑 PVDT及3%的分散劑NMP或水性粘合劑，所述硅粉粒徑為D35nm，所述分散劑是濃度為20% 的乙醇水溶液；
負極材料包括92%的碳材料，2%的硅粉導電劑、3%的油性粘合劑PVDT及3%的分散劑 NMP，所述分散劑是濃度為20%的乙醇水溶液；
(六)制漿
⑴將鈷酸鋰及石墨導電劑粉料按重量比份初步混合，球磨時間為2小時左右； (2)球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次間隔30分鐘，溫度設置為80°C，按重量比份將粘合劑與分散劑同時加入，低速攪拌轉速為15轉/分；第三次緩慢加入抗氧化劑；第四次進入高速攪拌45轉/分；
⑶真空混合將所述動力混合機接上真空，保持真空度為-0. 09Mpa，攪拌30分鐘；動力混合機參數設置公轉為10分鐘，自轉為8轉/分；
⑷漿料存放將合格漿料至于室溫密閉避光真空罐內，靜置時間不得超過4小時。否則必須連接攪拌機低速攪拌30分鐘，再進入涂布工序；
(七)涂布
⑴涂布設備的進料容器必須配備有攪拌器，以防活性物質沉降造成正極片不同部位組成不均一；
⑵烘箱溫度設定根椐其長度和拉漿速度不同各有差異，以三段溫度設置為例，進料口的前段在85°C，中段設為65°C，尾段溫度更低甚至可為常溫。以保證正極帶在烘箱內迅速干燥后盡量冷卻，在出帶口接近常溫，使極帶柔韌便于卷繞； (A)卷繞
將所述正、負極片的一面涂覆水性活性材料的A面涂層，另一面涂覆油性活性材料的B面涂層；制作電池卷芯時，將B面涂層卷繞于卷芯外側，A面涂層卷繞于卷芯內側；
(九)將卷芯裝入鋼殼，經注入電解液、化成充電，即制成雙性活性材料磷酸鐵鋰電池。實施例五
在本實施例中，對于生產鈷酸鋰電池的步驟如下 (一)取硫脲(CH4N2S)溶于去離子水中，濃度為1. 5% ；
(二)取過渡金屬化合物(Ni (CO)4),溶于去離子水中，濃度為5. 7% ；
(三)將(一)、(二)重量比為1:100混合，攪拌機轉速17轉/分，攪拌37分鐘，制得抗氧化劑；
(四)將充分均勻混合的抗氧化劑儲存于避光密封的室溫條件下靜置7天，待用；
(五)原料配比
正極材料包括90%的的鈷酸鋰LiCoO2, 3%的石墨導電劑、2%的硅粉粒、洲的油性粘合劑 PVDT及3%的分散劑NMP或水性粘合劑，所述硅粉粒徑為D50 nm，所述分散劑是濃度為20% 的乙醇水溶液；
負極材料包括95%的碳材料，1%的硅粉導電劑、2%的油性粘合劑PVDT及21的分散劑 NMP，所述分散劑是濃度為20%的乙醇水溶液；
(六)制漿
⑴將鈷酸鋰及石墨導電劑粉料按重量比份初步混合，球磨時間為2小時左右； (2)球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次間隔32分鐘，溫度設置為84°C，按重量比份將粘合劑與分散劑同時加入，低速攪拌轉速為17轉/分；第三次緩慢加入抗氧化劑；第四次進入高速攪拌47轉/分；
⑶真空混合將所述動力混合機接上真空，保持真空度為-0. 09Mpa，攪拌32分鐘；動力混合機參數設置公轉為12分鐘，自轉為10轉/分；
⑷漿料存放將合格漿料至于室溫密閉避光真空罐內，靜置時間不得超過4小時。否則必須連接攪拌機低速攪拌30分鐘，再進入涂布工序；
(七)涂布
⑴涂布設備的進料容器必須配備有攪拌器，以防活性物質沉降造成正極片不同部位組成不均一；
⑵烘箱溫度設定根椐其長度和拉漿速度不同各有差異，以三段溫度設置為例，進料口的前段在90°C，中段設為60°C，尾段溫度更低甚至可為常溫。以保證正極帶在烘箱內迅速干燥后盡量冷卻，在出帶口接近常溫，使極帶柔韌便于卷繞； (A)卷繞
將所述正、負極片的一面涂覆水性活性材料的A面涂層，另一面涂覆油性活性材料的B 面涂層；制作電池卷芯時，將B面涂層卷繞于卷芯外側，A面涂層卷繞于卷芯內側；
(九)將卷芯裝入鋼殼，經注入電解液、化成充電，即制成雙性活性材料磷酸鐵鋰電池。實施例六
對于生產鈷酸鋰電池的步驟如下
(一)取硫脲(CH4N2S)溶于去離子水中，濃度為1. 1% ；
(二)取過渡金屬化合物(Ni (CO)4),溶于去離子水中，濃度為4. 5% ； (三)將(一)、(二)重量比為1 :100混合，攪拌機轉速13轉/分，攪拌35分鐘，制得抗氧化劑；
(四)將充分均勻混合的抗氧化劑儲存于避光密封的室溫條件下靜置6天，待用；
(五)原料配比
正極材料包括80%的的鈷酸鋰LiCoO2,8%的石墨導電劑、4%的硅粉粒、4%的油性粘合劑 PVDT及4%的分散劑NMP或水性粘合劑，所述硅粉粒徑為D20nm，所述分散劑是濃度為20% 的乙醇水溶液；
負極材料包括88%的碳材料，4%的硅粉導電劑、4%的油性粘合劑PVDT及4%的分散劑 NMP，所述分散劑是濃度為20%的乙醇水溶液；
(六)制漿
⑴將鈷酸鋰及石墨導電劑粉料按重量比份初步混合，球磨時間為2小時左右；
(2)球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次間隔觀分鐘，溫度設置為76°C，按重量比份將粘合劑與分散劑同時加入，低速攪拌轉速為13轉/分；第三次緩慢加入抗氧化劑；第四次進入高速攪拌43轉/分；
⑶真空混合將所述動力混合機接上真空，保持真空度為-0. 09Mpa,攪拌觀分鐘；動力混合機參數設置公轉為8分鐘，自轉為6轉/分；
⑷漿料存放將合格漿料至于室溫密閉避光真空罐內，靜置時間不得超過4小時。否則必須連接攪拌機低速攪拌30分鐘，再進入涂布工序；
(七)涂布
⑴涂布設備的進料容器必須配備有攪拌器，以防活性物質沉降造成正極片不同部位組成不均一；
⑵烘箱溫度設定根椐其長度和拉漿速度不同各有差異，以三段溫度設置為例，進料口的前段在80°C，中段設為70°C，尾段溫度更低甚至可為常溫。以保證正極帶在烘箱內迅速干燥后盡量冷卻，在出帶口接近常溫，使極帶柔韌便于卷繞；
(A)卷繞
將所述正、負極片的一面涂覆水性活性材料的A面涂層，另一面涂覆油性活性材料的B 面涂層；制作電池卷芯時，將B面涂層卷繞于卷芯外側，A面涂層卷繞于卷芯內側；
(九)將卷芯裝入鋼殼，經注入電解液、化成充電，即制成雙性活性材料磷酸鐵鋰電池。
1權利要求
1.一種雙性活性材料電極的鋰電池，包括正極片及負極片，其特征在于在所述正、負極片的一面涂覆粘結電池活性材料的A面涂層，所述A面涂層為電池活性材料和水性粘合劑及抗氧化劑，所述水性粘合劑包括聚四氟乙烯或丁苯乳膠，水性粘合劑與抗氧化劑重量比為100 :1. 8士0.2 ；正、負極片的另一面涂覆粘結電池活性材料的B面涂層，所述B面涂層為電池活性材料及油性粘合劑，所述油性粘合劑為聚偏氟乙烯。
2.根據權利要求1所述的雙性活性材料電極的鋰電池，其特征在于所述正極片的材料為磷酸鐵鋰或錳酸鋰或鈷酸鋰或三元材料鋰離子電池。
3.根據權利要求1或2所述的雙性活性材料電極的鋰電池極片生產方法，其特征在于對于生產磷酸鐵鋰電池的步驟如下(一)取硫脲(CH4N2S)溶于去離子水中，濃度為1. 5%士20% ； (二)取過渡金屬化合物(C5H5)2Fe并溶于去離子水中，濃度為4. 5%士20% ；(三)將⑴、⑵按重量比為1:100混合，攪拌機轉速15士2轉/分，攪拌30 35分鐘制成抗氧化劑；(四)將充分均勻混合的抗氧化劑儲存于避光密封的室溫條件下靜置6 7天，待用；(五)、原料配比正極材料包括80% 88%的磷酸鐵鋰材料、8% 1 的導電劑納米碳管、洲 7%的油性粘合劑及H 7%的分散劑NMP或H 7%的水性粘合劑SBR，所述磷酸鐵鋰材料的顆粒直徑為D50 30Mm，導電劑納米碳管的顆粒直徑為D50 5nm，正極基帶為鋁箔；負極材料包括83% 88%的石墨，8% 12%的導電劑納米碳管、2% 4%的粘合劑油性及m 4% 的分散劑NMP或水性粘合劑SBR，所述導電劑納米碳管的顆粒直徑為D50 5nm，負極基帶為銅箔；(六)制漿⑴將磷酸鐵鋰材料與導電劑納米碳管按重量比份初步混合，球磨時間為2小時左右；(2)球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次間隔30士2分鐘，溫度設置為80°C 士5%，按重量比份將粘合劑與分散劑同時加入，低速攪拌轉速為15士2轉/分；第三次緩慢加入抗氧化劑；第四次進入高速攪拌45士2轉/分；⑶真空混合將所述動力混合機接上真空，保持真空度為-0. 09Mpa，攪拌30士2分鐘； 動力混合機參數設置公轉為10士2分鐘，自轉為8士2轉/分；⑷漿料存放將合格漿料至于室溫密閉避光真空罐內，靜置時間不得超過4小時，否則必須連接攪拌機低速攪拌30分鐘，再進入涂布工序；(七)涂布⑴涂布設備的進料容器必須配備有攪拌器，以防活性物質沉降造成正極片不同部位組成不均一；⑵烘箱溫度設定根椐其長度和拉漿速度不同各有差異，以三段溫度設置為例，進料口的前段在80 90°C，中段設為60 70°C，尾段溫度為常溫；以保證極帶在烘箱內迅速干燥后盡量冷卻，在出帶口接近常溫，使極帶柔韌便于卷繞；(A)卷繞將所述正、負極片的一面涂覆水性活性材料的A面涂層，另一面涂覆油性活性材料的B面涂層；制作電池卷芯時，將B面涂層卷繞于卷芯外側，A面涂層卷繞于卷芯內側；(九)將卷芯裝入鋼殼，經注入電解液、化成充電，即制成雙性活性材料磷酸鐵鋰電池。
4.根據權利要求1或2所述的雙性活性材料電極的鋰電池極片生產方法，其特征在于對于生產鈷酸鋰電池的步驟如下(一)取硫脲(CH4N2S)溶于去離子水中，濃度為1. 3%士 15% ；(二)取過渡金屬化合物(Ni (CO)4),溶于去離子水中，濃度為5%士 15% ；(三)將(一)、(二)重量比為1:100混合，攪拌機轉速15士2轉/分，攪拌35 40分鐘， 制得抗氧化劑；(四)將充分均勻混合的抗氧化劑儲存于避光密封的室溫條件下靜置6 7天，待用；(五)原料配比正極材料包括80% 90%的的鈷酸鋰LiCoO2, 3% 9%的石墨導電劑、洲 4%的硅粉粒、洲 4%的油性粘合劑PVDT及m 4%的分散劑NMP或水性粘合劑，所述硅粉粒徑為 D50 -20nm，所述分散劑是濃度為20%的乙醇水溶液；負極材料包括88% 95%的碳材料，1% 4%的硅粉導電劑、洲 4%的油性粘合劑PVDT 及m 4%的分散劑NMP，所述分散劑是濃度為20%的乙醇水溶液；(六)制漿⑴將鈷酸鋰及石墨導電劑粉料按重量比份初步混合，球磨時間為2小時左右； (2)球磨后的粉末分四次加入槽罐，每次間隔30士2分鐘，溫度設置為80°C 士5%，按重量比份將粘合劑與分散劑同時加入，低速攪拌轉速為15士2轉/分；第三次緩慢加入抗氧化劑；第四次進入高速攪拌45士2轉/分；⑶真空混合將所述動力混合機接上真空，保持真空度為-0. 09Mpa，攪拌30士2分鐘； 動力混合機參數設置公轉為10士2分鐘，自轉為8士2轉/分；⑷漿料存放將合格漿料至于室溫密閉避光真空罐內，靜置時間不得超過4小時，否則必須連接攪拌機低速攪拌30分鐘，再進入涂布工序；(七)涂布⑴涂布設備的進料容器必須配備有攪拌器，以防活性物質沉降造成正極片不同部位組成不均一；⑵烘箱溫度設定根椐其長度和拉漿速度不同各有差異，以三段溫度設置為例，進料口的前段在80 90°C，中段設為60 70°C，尾段溫度更低甚至可為常溫，以保證正極帶在烘箱內迅速干燥后盡量冷卻，在出帶口接近常溫，使極帶柔韌便于卷繞； (A)卷繞將所述正、負極片的一面涂覆水性活性材料的A面涂層，另一面涂覆油性活性材料的B 面涂層；制作電池卷芯時，將B面涂層卷繞于卷芯外側，A面涂層卷繞于卷芯內側；(九)將卷芯裝入鋼殼，經注入電解液、化成充電，即制成雙性活性材料磷酸鐵鋰電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙性活性材料電極的鋰電池及其生產方法，包括正極片及負極片，其特征在于在所述正、負極片的一面涂覆粘結電池活性材料的A面涂層，所述A面涂層為電池活性材料和水性粘合劑及抗氧化劑，所述水性粘合劑包括聚四氟乙烯或丁苯乳膠，水性粘合劑與抗氧化劑重量比為1001.8±0.2；正、負極片的另一面涂覆粘結電池活性材料的B面涂層，所述B面涂層為電池活性材料及油性粘合劑，所述油性粘合劑為聚偏氟乙烯。其優(yōu)點為在本不降低現通用技術產品性能(如電池比容量、電池的循環(huán)性)的前提下，極大的提高雙性活性材料電池產品的使用安全性，提高產品的充放電倍率；降低電池內阻和產品制造成本，進一步提高鋰離子電池產品的社會效益和經濟效益。
文檔編號H01M4/1391GK102403485SQ20111039752
公開日2012年4月4日 申請日期2011年12月5日 優(yōu)先權日2011年12月5日
發(fā)明者吳鋼, 張斌, 白科, 蔡正英 申請人:湖北中能鋰電科技有限公司