本發明專利技術涉及一種磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池的正極膜。本發明專利技術采用丙酮為溶劑，將磷酸鐵鋰正極材料，導電劑，高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電石墨，低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑,增塑劑，PVDF/HFP均勻混合，配成漿料，再將漿料均勻涂布在聚酯薄膜的基材上，通過干燥，得到磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池的正極膜。本發明專利技術與現技術相比可以徹底改善磷酸鐵鋰正極膜涂布至輥壓工序段加工難問題，同時不影響磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池的正極膜的導電性；可以提高正極漿料固含量，降低溶劑丙酮的使用量；溶劑去除容易，設備能耗少，工藝過程環保。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池的正極膜。
技術介紹
鋰離子具有比能量高、循環壽命長、無記憶效應等特點，而且綠色環保，無污染，因此被廣泛應用在手機、筆記本電腦以及MP3等數碼產品中，同時在電動汽車、電動自行車、國防裝備等電池方面也開始了應用。鋰離子電池根據使用的電解液又可以分為液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池。聚合物鋰離子電池因其電解質為固體或凝膠態，無液體泄露，電池外形可塑性強(可制成各種形狀)，有優異的安全性，在動力電池上的應用有著明顯的優勢。 基于安全性考慮，動力電池傾向于選擇安全性較高的磷酸鐵鋰材料作為正極。目前商品化的聚合物鋰離子電池，有采用Bellcore方法(U. S. patent 5，296，318)生產,該方法制造鋰離子電池，其工藝是正負極膜涂布于聚酯薄膜上，然后再與集流體復合成一體。該種正負極膜要求具有良好的柔韌性，便于下道工序與集流體復合。磷酸鐵鋰材料具有粒徑小，比表面積大的特點，正極漿料涂布時韌性不足，易脆易斷裂，容易打卷，不便于生產。本專利技術所要解決的技術問題是克服目前聚合物鋰離子電池正極膜的不足，以及在涂布和輥壓工序操作時存在的不足，而專利技術的一種磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池的正極膜。
技術實現思路
本專利技術為達到目的而提供了一種磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池的正極膜，所采用的技術方案是本專利技術采用丙酮為溶劑，將磷酸鐵鋰正極材料，導電劑，高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電石墨，低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，增塑劑，PVDF/HFP均勻混合，配成漿料，再將漿料均勻涂布在聚酯薄膜的基材上，通過干燥，得到磷酸鐵鋰正極膜。本專利技術的磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜，其特征在于所述漿料配置如下重量比3%-4%的PVDF/HFP，3%-4%的鄰苯二甲酸二丁酯，I. 5%_2%的高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，O. 5%-6%的低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，28%-30%的磷酸鐵鋰均勻混合在60%-65%的丙酮中，配置成漿料。本專利技術所述的磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜，其特征在于所述高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，其原始顆粒度為30-50nm，比表面積為60_70m2/g，吸油值280-300ml DBP/100g。所述低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，其原始顆粒度為20-30nm,比表面積 110_120m2/g，吸油值 130_150ml DBP/100g。本專利技術所述配成漿料之前，先將磷酸鐵鋰正極材料、導電石墨、PVDF/HFP粉料干燥；其中將磷酸鐵鋰110°c干燥4h，導電炭黑用200°C干燥4h，PVDF/HFP 80°C干燥4h。本專利技術所述漿料配置將3%wt的PVDF/HFP溶解在66%wt丙酮中，攪拌溫度控制在38°C -42°C;待PVDF/HFP完全溶解澄清后，加入3%wt鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌均勻；然后加入O. 5%wt的低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，I. 9%wt高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，25. 5%wt磷酸鐵鋰，攪拌均勻，溶液即配制完成；整個攪拌過程用時12-16h。本專利技術還可以進行所述漿料配置時，將3. 7%wt的PVDF/HFP溶解在62%wt丙酮中，攪拌溫度控制在38°C -42°C ;待PVDF/HFP完全溶解澄清后，加入3. 5%wt鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌均勻；然后加入O. 6%wt的低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，I. 9%wt高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，28. 5%wt磷酸鐵鋰，攪拌均勻，溶液即配制完成；整個攪拌過程用時約12_16h。本專利技術的漿料經真空除泡，采用150目過濾后，均勻涂布在聚酯薄膜上，控制涂布厚度為160um±10um，經干燥出去丙酮，即得到磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜。所述磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜，其厚度控制在200um以下，如果厚度偏厚，膜片上下兩面干燥時，溶劑揮發速率不同，應力不均勻，膜片容易打卷。 本專利技術所述低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體導電炭黑與高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑相比，與PVDF/HFP有更好的親和性，易與PVDF/HFP形成網狀結構，且低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體導電炭黑的強度高于高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，兩者混合使用，可以改善磷酸鐵鋰正極膜脆和斷裂的現象。高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑的高支鏈結構，有更多的導電接觸點與磷酸鐵鋰接觸，導電性優于低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體導電炭黑，加入高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，可以改善磷酸鐵鋰導電性差的問題。本專利技術與現技術相比具有如下的優點和積極特點 (1)通過兩種導電炭黑的混合使用，兩種導電炭黑分子量及分子結構不同，可以徹底改善磷酸鐵鋰正極膜涂布至輥壓工序段加工難問題，同時不影響磷酸鐵鋰正極膜的導電性； (2)兩種導電炭黑分子量及分子結構不同，支鏈復雜程度不同，與溶劑的親和性不同，混合使用，可以提高正極漿料固含量，降低溶劑丙酮的使用量； (3)制作工藝簡單，材料易得，大部分材料市面上都有廣泛應用，溶劑去除容易，設備能耗少，工藝過程環保；具體實施例方式實施方案A : (1)粉料干燥將25.5%wt磷酸鐵鋰110°C干燥4h，I. 9%wt導電炭黑A，0. 5%wt導電炭黑 B 用 200°C干燥 4h，3%wt PVDF/HFP 80°C干燥 4h ； (2)漿料配置將3%wt的PVDF/HFP溶解在66%wt丙酮中，攪拌溫度控制在38°C_42°C。待PVDF/HFP完全溶解澄清后，加入3%wt鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌均勻；然后加入O. 5%wt的導電炭黑B，I. 9%wt導電炭黑A，25. 5%wt磷酸鐵鋰，攪拌均勻，溶液即配制完成。整個攪拌過程用時約12-16h。(3)涂布漿料經真空除泡，采用150目過濾后，均勻涂布在聚酯薄膜上，控制涂布厚度為160um±10um，經干燥出去丙酮，即得到磷酸鐵鋰正極膜； 實施方案B (1)粉料干燥將28.5%wt磷酸鐵鋰110°C干燥4h，I. 9%wt導電炭黑A，0. 6%wt導電炭黑 B 用 200°C干燥 4h，3. 7%wt PVDF/HFP 80°C干燥 4h ； (2)漿料配置將3.7%wt的PVDF/HFP溶解在62%wt丙酮中，攪拌溫度控制在380C -420C。待PVDF/HFP完全溶解澄清后，加入3. 5%wt鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌均勻；然后加入O. 6%wt的導電炭黑B, I. 9%wt導電炭黑A, 28. 5%wt磷酸鐵鋰,攪拌均勻,溶液即配制完成。整個攪拌過程用時約12-16h。(3)涂布漿料經真空除泡，采用150目過濾后，均勻涂布在聚酯薄膜上，控制涂布厚度為160um±10um，經干燥出去丙酮，即得到磷酸鐵鋰正極膜； 經此方法制作的磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池的正極膜，經測試，電池制作工藝順暢，正極膜柔韌性良好，制程電池循環500周，容量保持率98%。·盡管對本專利技術的特征及其優勢已經描述了很多，然而可以理解的是，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本專利技術的技術方案和技術構想做其他多種相應的改變，而所有這些改變都應屬于本專利技術的權利要求保護的范圍。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜，其特征在于采用丙酮為溶劑，將磷酸鐵鋰正極材料、導電劑、高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電石墨、低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑、增塑劑、PVDF/HFP均勻混合，配成漿料，再將漿料均勻涂布在聚酯薄膜的基材上，通過干燥，得到磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜。
【技術特征摘要】
1.一種磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜，其特征在于采用丙酮為溶劑，將磷酸鐵鋰正極材料、導電劑、高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電石墨、低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑、增塑劑、PVDF/HFP均勻混合，配成漿料，再將漿料均勻涂布在聚酯薄膜的基材上，通過干燥，得到磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜。2.根據權利要求I所述的磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜，其特征在于所述漿料配置如下重量比3%-4%的PVDF/HFP，3%-4%的鄰苯二甲酸二丁酯，I. 5%_2%的高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，O. 5%-6%的低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，28%-30%的磷酸鐵鋰均勻混合在60%-65%的丙酮中，配置成漿料。3.根據權利要求I或2所述的磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜，其特征在于所述高支鏈結構高孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，其原始顆粒度為30-50nm，比表面積為60_70m2/g,吸油值 280-300ml DBP/lOOg。4.根據權利要求I或2所述的磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜，其特征在于所述低支鏈結構低孔隙的炭黑聚集體的導電炭黑，其原始顆粒度為20-30nm，比表面積110_120m2/g，吸油值 130-150ml DBP/lOOg。5.根據權利要求I所述的磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電池正極膜，其特征在于所述配成漿料之前，先將磷酸鐵鋰正極材料、導電石墨、PVDF/HFP粉料干燥；其中將磷酸鐵鋰110°C干燥4h，導電炭黑用200°C干燥4h，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：雷如清，朱忠洲，潘琴華，葉超，
申請(專利權)人：能一郎科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。