一種磷酸鐵鋰電池制造過程的正極水系攪拌工藝的制作方法
【專利摘要】一種磷酸鐵鋰電池制造過程的正極水系攪拌工藝，涉及鋰電池制造領域。在磷酸鐵鋰電池正極攪拌工藝中，采用去離子水做溶劑的水系，操作步驟：按配方工藝要求稱取一定重量的磷酸鐵鋰粉末和去離子水，在1號攪拌罐中先加入稱取量50%的去離子水，然后加入稱取量50%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉“5Hz-8Hz”慢攪5分鐘—15分鐘，再加入稱取量30%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉“5Hz-8Hz”慢攪5分鐘—15分鐘，最后再加入稱取量剩余20%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉和自轉慢攪。它解決了采用去離子水做溶劑的水系工藝，但是去離子水溶解性遠低于N-甲基吡咯烷酮且磷酸鐵鋰的松裝密度及振實密度比較低，不易加工，造成磷酸鐵鋰在去離子水中直接分散比較難的問題。
【專利說明】一種磷酸鐵鋰電池制造過程的正極水系攪拌工藝
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鋰電池制造領域，具體涉及一種磷酸鐵鋰電池制造過程的正極水系攪 拌工藝。
【背景技術】
[0002] 隨著工業的發達，能源消耗量的快速增長，污染也越來越嚴重，PM2. 5成為了熱門 話題，越來越多的人們開始關注空氣中污染物對健康的危害，"新能源汽車""綠色交通"等 字眼成為焦點，磷酸鐵鋰具有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價格便宜，壽命 長等優點，成為了新一代鋰離子電池的理想正極材料。
[0003] 現行業內磷酸鐵鋰電池正極攪拌普遍都是油系工藝就是以N-甲基吡咯烷酮為溶 齊[J，此溶劑有刺鼻的氣味，長期接觸對人體有危害，且成本較高，吸濕性強，容易導致電池報 廢，但溶解性極強，所以油系工藝對電池制造環境要求較高且成本較貴。綜上因素，用去離 子水做溶劑的水系工藝成為行業內研究的方向，去離子水成本低、無毒害、制造環境要求 較低，但溶解性遠低于N-甲基吡咯烷酮且磷酸鐵鋰的松裝密度及振實密度比較低，不易加 工，造成磷酸鐵鋰在去離子水中直接分散比較難。
【發明內容】
[0004] 本發明提供一種磷酸鐵鋰電池制造過程的正極水系攪拌工藝，本發明解決了現行 業內磷酸鐵鋰電池正極攪拌工藝中，采用去離子水做溶劑的水系工藝，但是去離子水溶解 性遠低于N-甲基吡咯烷酮且磷酸鐵鋰的松裝密度及振實密度比較低，不易加工，造成磷酸 鐵鋰在去離子水中直接分散比較難的問題。
[0005] 為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：一種磷酸鐵鋰電池制造過程的正極 水系攪拌工藝，磷酸鐵鋰電池正極攪拌工藝中，采用去離子水做溶劑的水系，其操作步驟如 下： 1)按配方工藝要求稱取一定重量的磷酸鐵鋰粉末和去離子水，在1號攪拌罐中先加入 稱取量50%的去離子水，然后加入稱取量50%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉"5HZ-8HZ"慢攪5分 鐘一 15分鐘，再加入稱取量30%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉"5Hz-8Hz"慢攪5分鐘一 15分鐘， 最后再加入稱取量剩余20%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉"5Hz-8Hz"和自轉"5Hz-10Hz"慢攪 2h-3h。
[0006] 2)按配方工藝要求稱取一定重量的水性膠，在2號攪拌罐中先加入稱取量20% 的去離子水，然后加入稱取量的水性膠，開公轉" 25Hz-35Hz "和自轉" 20Hz-25Hz "攪拌 0. 3h-〇. 5h〇
[0007] 3)按配方工藝要求稱取一定重量的導電劑加入到2號攪拌罐稀釋的水性膠中，開 公轉 "25Hz-35Hz" 和自轉 "35Hz-45Hz" 高速分散 1. 5h-2h。
[0008] 4)將2號攪拌罐中50%的料加入到1號攪拌罐中，開公轉"5HZ-8HZ"慢攪5分 鐘一 15分鐘，再把2號攪拌罐中30%的料加入到1號攪拌罐中，開公轉"5Hz-8Hz"慢攪 5分鐘一 15分鐘，最后把2號攪拌罐中剩余20%的料加入到1號攪拌罐中，開公轉攪拌 "25Hz-35Hz"lh-l. 5h，然后開公轉"25Hz-35Hz"和自轉"35Hz-45Hz"高速分散 1. 5h-2h,高 速分散過程中需開循環水保證漿料溫度維持在30°C -35°C之間。
[0009] 5)將稱取量剩余30%的去離子水加入到1號攪拌罐中，開開公轉"35Hz-40Hz"和 自轉"35Hz-45Hz"高速分散1. 5h-2h，高速分散過程中需開循環水保證漿料溫度維持在 30°C -35°C之間。
[0010] 6)加適量去離子水把漿料調節到工藝要求合適的粘度。
[0011] 本發明的有益效果是：采用本發明的技術方案后能大幅提高磷酸鐵鋰在取離子水 中的分散效果且不破壞活性物質的電化學性能又能提高生產效率，有利于提高磷酸鐵鋰克 容量的發揮及全電池的倍率性能。本發明采用去離子水做溶劑的水系，本發明的攪拌工藝 過程及參數是經過大量的科學實驗取得，經過證實可以達到本發明的技術效果。
【具體實施方式】
[0012] 本發明的工藝過程中，磷酸鐵鋰粉末、去離子水、水性膠、導電劑的用量均是按照 磷酸鐵鋰電池制造生產工藝要求計算原料用量。
[0013] 磷酸鐵鋰常規制作流程為：正極為磷酸鉄鋰集流體為鋁箔、負極為石墨集流體為 銅箔、隔膜為PE/PP/PE三層復合膜、電解液為LIPF6,流程為攪拌-涂布-制片-疊片-注 液-化成激活-分容。
[0014] 檢測方法為： 1) 根據上述磷酸鐵鋰常規制作流程用相同的原材料，不同的正極攪拌工藝做出各自 的成品電池，成品電池設計容量為l〇〇Ah，每種正極攪拌工藝做10個單體電池，以平均值為 對比數據； 2) 用刮板細度計刮出不同正極攪拌工藝的漿料細度，并做好記錄； 3) 不同的正極攪拌工藝做出各自的成本電池，利用分容的容量計算出磷酸鐵鋰克容 量，并做好記錄； 4) 各自的成品電池充滿后用3C恒流放電，截止電壓為2. 0V，用放出的容量除以分容時 的放電容量得出3C放電率，并做好記錄。
[0015] 下面用最佳的實施例對本發明做詳細的說明。
[0016] 實施例一 本實施例為磷酸鐵鋰電池制造過程的正極水系攪拌工藝，按照磷酸鐵鋰常規制作流程 做lOOAh電池，按照以下攪拌工藝對正極進行攪拌： 1、按配方工藝要求稱取一定重量的磷酸鐵鋰粉末和去離子水，在1號攪拌罐中先加入 稱取量50%的去離子水，然后加入稱取量50%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉"6Hz"慢攪10分鐘， 再加入稱取量30%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉"6Hz"慢攪10分鐘，最后再加入稱取量剩余20% 的磷酸鐵鋰粉末，開公轉" 6Hz "和自轉" 8Hz "慢攪2h。
[0017] 2、按配方工藝要求稱取一定重量的水性膠，在2號攪拌罐中先加入稱取量20%的 去離子水，然后加入稱取量的水性膠，開公轉"30Hz"和自轉"25Hz"攪拌0. 5h。
[0018] 3、按配方工藝要求稱取一定重量的導電劑加入到2號攪拌罐稀釋的水性膠中，開 公轉" 35Hz "和自轉" 35Hz "高速分散2h。
[0019] 4、將2號攪拌罐中50%的料加入到1號攪拌罐中，開公轉"6Hz"慢攪10分鐘，再 把2號攪拌罐中30%的料加入到1號攪拌罐中，開公轉"6Hz"慢攪10分鐘，最后把2號攪 拌罐中剩余20%的料加入到1號攪拌罐中，開公轉攪拌"30Hz" 1. 5h，然后開公轉"30Hz"和 自轉"40Hz"高速分散1. 5h，高速分散過程中需開循環水保證漿料溫度維持在30°C -35°C 之間。
[0020] 5、將稱取量剩余30%的去離子水加入到1號攪拌罐中，開開公轉"40Hz"和自轉 "35HzHz"高速分散1. 5h，高速分散過程中需開循環水保證漿料溫度維持在30°C -35°C之 間。
[0021] 6、加適量去離子水把漿料調節到工藝要求合適的粘度。
[0022] 分容后檢測電池部分性能見表1。
[0023] 對比實施例二 本實施例為磷酸鐵鋰電池制造過程的常規正極水系攪拌工藝，按照磷酸鐵鋰常規制作 流程做l〇〇Ah電池，，按照以下攪拌工藝對正極進行攪拌： 1、按配方工藝要求稱取一定重量的水性膠和去離子水，在攪拌罐中先加入稱取量90% 的去離子水，然后加入稱取量的水性膠，開公轉"30Hz"和自轉"25Hz"攪拌0. 5h。
[0024] 2、按配方工藝要求稱取一定重量的導電劑加入到攪拌罐稀釋的水性膠中，開公轉 " 35Hz "和自轉" 35Hz "高速分散2h。
[0025] 3、按配方工藝要求稱取一定重量的磷酸鐵鋰粉末，先加入稱取量50%的磷酸鐵鋰 粉末，開公轉"6Hz"慢攪10分鐘，再加入稱取量30%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉"6Hz"慢攪10 分鐘，最后加入稱取量剩余20%的磷酸鐵鋰粉末與稱取量剩余10%的去離子水，然后開公轉 " 30Hz "和自轉" 40Hz "高速分散4h。
[0026] 4、加適量去離子水把漿料調節到工藝要求合適的粘度。
[0027] 分容后檢測電池部分性能見表1。
[0028] 對比實施例三 本實施例為磷酸鐵鋰電池制造過程的常規正極水系攪拌工藝，按照磷酸鐵鋰常規制作 流程做l〇〇Ah電池，，按照以下攪拌工藝對正極進行攪拌： 1、按配方工藝要求稱取一定重量的磷酸鐵鋰粉末和導電劑，在1號攪拌罐中先加入稱 取量50%的磷酸鐵鋰粉末，然后加入稱取量50%的導電劑，開公轉"5Hz"和自轉"5Hz"攪拌 10分鐘，再加入稱取量50%的磷酸鐵鋰粉末與稱取量50%的導電劑，開公轉"20Hz"和自轉 "10取"攪拌211。
[0029] 2、按配方工藝要求稱取一定重量的水性膠與去鋰離子水，在2號攪拌罐中先加入 稱取量的去離子水，然后加入稱取量的水性膠，開公轉"30Hz "和自轉"25Hz "攪拌0. 5h。
[0030] 3、將2號攪拌罐中70%的稀釋膠加入到1號攪拌罐中，開公轉"25Hz"和自轉 "30Hz"攪拌1. 5h，然后把2號攪拌罐中剩余30%的稀釋膠加入到1號攪拌罐中，開公轉 " 25Hz "和自轉" 25Hz "攪拌2h。
[0031] 4、加適量去離子水把漿料調節到工藝要求合適的粘度。
[0032] 分容后檢測電池部分性能見表1。化成后經檢測電池部分性能見表1。
[0033] 表 1
【權利要求】
1. 一種磷酸鐵鋰電池制造過程的正極水系攪拌工藝，磷酸鐵鋰電池正極攪拌工藝中， 采用去離子水做溶劑的水系，其特征在于，操作步驟如下： 1) 按配方工藝要求稱取一定重量的磷酸鐵鋰粉末和去離子水，在1號攪拌罐中先加入 稱取量50%的去離子水，然后加入稱取量50%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉"5HZ-8HZ"慢攪5分 鐘一 15分鐘，再加入稱取量30%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉"5Hz-8Hz"慢攪5分鐘一 15分鐘， 最后再加入稱取量剩余20%的磷酸鐵鋰粉末，開公轉"5Hz-8Hz"和自轉"5Hz-10Hz"慢攪 2h-3h ； 2) 按配方工藝要求稱取一定重量的水性膠，在2號攪拌罐中先加入稱取量20%的去離 子水，然后加入稱取量的水性膠，開公轉"25Hz-35Hz"和自轉"20Hz-25Hz"攪拌0. 3h-0. 5h ; 3) 按配方工藝要求稱取一定重量的導電劑加入到2號攪拌罐稀釋的水性膠中，開公轉 "25Hz-35Hz" 和自轉 "35Hz-45Hz" 高速分散 1. 5h-2h ; 4) 將2號攪拌罐中50%的料加入到1號攪拌罐中，開公轉" 5Hz-8Hz "慢攪5分 鐘一 15分鐘，再把2號攪拌罐中30%的料加入到1號攪拌罐中，開公轉"5Hz-8Hz"慢攪 5分鐘一 15分鐘，最后把2號攪拌罐中剩余20%的料加入到1號攪拌罐中，開公轉攪拌 "25Hz-35Hz"lh-l. 5h，然后開公轉"25Hz-35Hz"和自轉"35Hz-45Hz"高速分散 1. 5h-2h,高 速分散過程中需開循環水保證漿料溫度維持在30°C -35°C之間； 5) 將稱取量剩余30%的去離子水加入到1號攪拌罐中，開開公轉"35Hz-40Hz"和 自轉"35Hz-45Hz"高速分散1. 5h-2h，高速分散過程中需開循環水保證漿料溫度維持在 30°C -35°C之間； 6) 加適量去離子水把漿料調節到工藝要求合適的粘度。
【文檔編號】H01M4/58GK104241649SQ201410526217
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】林彭桃君, 唐志建 申請人:四川英志新能源股份有限公司