專利名稱：：一種磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鋰離子動(dòng)力電池領(lǐng)域，屬于一種為中小型電動(dòng)工具、家用電子電器、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車以及電動(dòng)汽車提供驅(qū)動(dòng)能源的鋰離子二次電池；特別是涉及一種磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池(42110)及其制作工藝。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高，人們對(duì)高能密度的大容量電池的需求愈來愈強(qiáng)烈，在電動(dòng)工具可選用的幾種電池中鋰離子電池性能最好。鋰離子電池與一般的普通酸性電池不同，有高電壓、高比能量、循環(huán)壽命長、自放電率低等特點(diǎn)。然而，對(duì)于已經(jīng)應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦等領(lǐng)域的鋰離子電池，如何把它做大一直是困擾動(dòng)力電池發(fā)展的技術(shù)難題。LiCo02是商品化鋰離子電池最早使用的正極材料，因其易于合成、電壓平臺(tái)高、比能量適中、循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)，已在小型電池中得到廣泛應(yīng)用，但除了鈷資源的制約因素外，其過充不安全性也決定了它不可能在大容量電池中得到廣泛應(yīng)用。由于LiCo02離子電池能量密度高，在過充電狀態(tài)下，電池溫度上升、能量過剩，電池內(nèi)壓急劇上升而有發(fā)生自燃或爆炸的危險(xiǎn)。人們期望尖晶石LiMn204能憑其價(jià)廉以及相對(duì)LiCo02安全的優(yōu)勢在大容量電池中發(fā)揮作用，但針對(duì)它的容量低及高溫循環(huán)性能差的缺點(diǎn)一直未找到好的解決辦法，仍未能在實(shí)際電池中廣泛推廣。LiFeP04正極材料，不僅兼顧比容量高，特別是其熱穩(wěn)定好、安全性能優(yōu)越、循環(huán)性能好突出優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是成為鋰離子電池的理想正極材料。下表是各種類型電池為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電源的性能比較:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>雖然磷酸鐵鋰動(dòng)力電池具有其他材料無可比擬的一系列優(yōu)點(diǎn)，但是它也存在一些不足之處，主要表現(xiàn)在1、純的LiFeP04的電導(dǎo)性和鋰離子擴(kuò)散性能差，從而導(dǎo)致電池大電流放電性能差；2、LiFeP04的松裝密度和振實(shí)密度比較低，不易加工，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中正極漿料的涂附比較困難，并且電池容量偏低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而能夠有效克服以上缺點(diǎn)，提供一種電導(dǎo)性和離子擴(kuò)散性能好、電池大電流放電性能好、電池容量大、正極漿料的涂覆容易完成的一種磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池及其制作工藝。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池，包括外殼、正極片、負(fù)極片、電解液、隔膜，其中正極片和負(fù)極片分別包括正極集流體、負(fù)極集流體和涂覆于正極集流體、負(fù)極集流體上的正極漿料和負(fù)極漿料；其特征在于外殼為鋁殼；正極材料采用磷酸鐵鋰，正極集流體采用鋁箔，導(dǎo)電劑選用超導(dǎo)炭黑、導(dǎo)電石墨的一種或兩種混合物或者不用導(dǎo)電劑，正極材料粘結(jié)劑選用聚偏二氟乙烯；負(fù)極材料采用天然石墨或人造石墨，負(fù)極集流體采用銅箔，導(dǎo)電劑選用超導(dǎo)炭黑、導(dǎo)電石墨一種或兩種混合物或者不用導(dǎo)電劑，負(fù)極材料粘結(jié)劑選用聚偏二氟乙烯或羧甲基纖維素納、丁苯橡膠；所述的正極片、負(fù)極片、隔膜經(jīng)多層層疊巻繞制成圓柱形巻芯。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池，其特征在于所述電池的外徑為42.0mm土0.1mm,電池高度為llO.Omm土0.5mm,正極集流體鋁箔厚度為1520um，負(fù)極集流體銅箔厚度為10-15um。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料86%~93.1%;超導(dǎo)碳黑0%4%;導(dǎo)電石墨0%~4%;聚偏二氟乙烯4%~10%;負(fù)極漿料的重量百分比配比-負(fù)極材料93%~97D/。；超導(dǎo)炭黑0%~3%;導(dǎo)電石墨0%~3%;羧甲基纖維素納1%~3%;丁苯橡膠乳液固含量2%~4%。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比-正極材料88.5%;超導(dǎo)碳黑3%;導(dǎo)電石墨1.5%;聚偏二氟乙烯7%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料94.4%;超導(dǎo)炭黑1%;羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料87%;超導(dǎo)碳黑4%;導(dǎo)電石墨2%;聚偏二氟乙烯7%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料94.4%;超導(dǎo)炭黑0.5%;導(dǎo)電石墨0.5%;羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料86%;超導(dǎo)碳黑4.7%;導(dǎo)電石墨2.3%;聚偏二氟乙烯7%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料96%;羧甲基纖維素納1.4%;丁苯橡膠乳液固含量2.6%。根據(jù)所述的磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料93%;超導(dǎo)碳黑1%;聚偏二氟乙烯6%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料95%;超導(dǎo)炭黑1%;羧甲基纖維素納1.5%;丁苯橡膠乳液固含量2.5%。一種制作權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池的工藝，其特征在于，包括以下步驟(1)配料包括以下方法A、以循序配制法配制以N-甲基-2-吡咯烷酮為介質(zhì)的正極漿料，所需材料為聚偏二氟乙烯4%~10%、磷酸鐵鋰86%~93.1%、導(dǎo)電劑超導(dǎo)炭黑0%4%和導(dǎo)電石墨0%~4%中的一種或幾種混合物，或者不用導(dǎo)電劑；N-甲基-2-吡咯烷酮的用量受磷酸鐵鋰粒徑大小、粒度分布的制約，固液比-l:1-1.5;導(dǎo)電劑和磷酸鐵鋰均需在100~130卩烤箱內(nèi)烘烤3~8小時(shí)；將聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯烷酮攪拌約3~4小時(shí)后，加入導(dǎo)電劑超導(dǎo)炭黑或?qū)щ娛珨嚢?~3小時(shí)，最后加入磷酸鐵鋰攪拌3~5小時(shí)成粘稠的漿狀；B、配制以水為介質(zhì)的負(fù)極漿料，所需材料為石墨93%~97%、超導(dǎo)炭黑0%~3%、導(dǎo)電石墨0%~3%、羧甲基纖維素納1%~3%、丁苯橡膠乳液固含量2%~4%,水為所有前述物質(zhì)總量的100%~160%，即固液比=1:1~1.6;將羧甲基纖維素納加入水中攪拌4~5小時(shí)，加入導(dǎo)電劑超導(dǎo)炭黑或?qū)щ娛珨嚢?~2小時(shí)，加入石墨攪拌3~5小時(shí)，最后加入丁苯橡膠乳液攪拌1-1.5小時(shí)成漿狀；(2)涂布將攪拌好的正極或負(fù)極漿料均勻地涂覆在金屬箔集流體上，并留出空白區(qū)域，作為極耳區(qū)，極耳區(qū)長度不得超過涂層的1/2,然后進(jìn)入涂布機(jī)烘箱烘烤，烘烤干后即成為半成品集流體；無論正極或是負(fù)極，配制好的漿料涂布于金屬箔上后均須從預(yù)熱區(qū)段進(jìn)入涂布機(jī)的烘干巷道；預(yù)熱區(qū)段的溫度為90'C或以下，中溫區(qū)段的溫度在11(TC130'C之間、高溫區(qū)段的溫度在120'C140'C之間；在前述溫度條件下，涂布烘烤時(shí)，負(fù)極漿料的溫度較正極漿料的溫度稍高10'C15'C,以水為介質(zhì)的漿料溫度較N-甲基-2-吡咯垸酮為介質(zhì)的漿料溫度稍高10'C15'C;涂布的線速度在每分鐘2m4m的范圍內(nèi)調(diào)整；(3)烘烤極片涂布完畢先進(jìn)行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時(shí)，真空度不低于-0.08MPa，烘烤溫度為100'C130'C,每隔35小時(shí)換氮?dú)饣驓鍤?，并保?0分鐘，然后再次抽真空，烘烤時(shí)間結(jié)束，溫度降至50'C以下，將極片拿出烤箱，然后轉(zhuǎn)到下一工序；(4)輥壓輥壓工藝中，正極在輥壓前的厚度約為180um280lim，輥壓后的厚度為lOOym165um;負(fù)極在輥壓前的厚度約為140um200um，輥壓后的厚度為70um120um;(5)電池極片制作正極耳區(qū)為沒有涂層的鋁箔，然后焊接上厚0.10.3mm，寬38mm的鋁帶；負(fù)極耳區(qū)為沒有涂層的銅箔，然后焊接上厚0.050.3mm,寬38mm的鎳帶；正極片長度小于負(fù)極片長度120mm，正極片寬度小于負(fù)極片寬度16min;隔膜采用具有微孔結(jié)構(gòu)且電流切斷溫度低的20"m60um厚度的聚乙烯材料或聚丙烯材料制成的長條狀；隔膜對(duì)折后長度大于負(fù)極片長度310mm,隔膜寬度大于負(fù)極片寬度310mm;(6)烘烤極片制作完畢先進(jìn)行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時(shí)，真空度不低于-0.08MPa，烘烤溫度為100'C130'C，每隔35小時(shí)換氮?dú)饣驓鍤?，并保?0分鐘，然后再次抽真空，烘烤時(shí)間結(jié)束，溫度降至50'C以下，將極片拿出烤箱，然后轉(zhuǎn)到下一工序；(7)巻繞裝配時(shí)，須將一對(duì)正負(fù)極片組整齊疊放，中間襯以隔膜，以適當(dāng)而且平均的張緊力巻繞在巻針上，巻繞好之后是用膠帶將巻芯纏繞一圈包好，巻繞完畢將巻芯放入純鋁外殼中，然后使用超聲波焊機(jī)將正極鋁極耳焊在殼體上，使用電阻焊機(jī)將負(fù)極鎳極耳焊在上蓋的鎳極柱上；(8)注液電池使用半自動(dòng)真空注液機(jī)注液，注液的同時(shí)通入高純氮?dú)饣驓鍤?；注液量?.0g/Ah7.5g/Ah的范圍內(nèi)調(diào)整；所采用的多元電解液如下六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯乙基甲基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:(K951.05;六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.95l.O5:0.951.05:0.951.05:0.951.05;(9)化成化成工序必須一次性不間斷地完成，化成曲線應(yīng)光滑連結(jié)，電流應(yīng)控制在0.05C/30分鐘、0.1C/120分鐘、0.2C/360分鐘，恒流充滿后轉(zhuǎn)為恒壓繼續(xù)充，務(wù)求一次性充足；(10)分容將電性能各項(xiàng)指標(biāo)均符合工藝要求的電池與各項(xiàng)電性能指標(biāo)未達(dá)工藝要求的電池分別置放入庫。本發(fā)明生產(chǎn)的鋰離子動(dòng)力電池，不僅容量大，而且可以大倍率放電。本發(fā)明使得電池的電導(dǎo)性和鋰子擴(kuò)散性能大大提高，從而導(dǎo)致電池大電流放電性能有效的提高，制作工藝采用巻繞式，工藝過程簡單，電池結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定，從而電池容量可以大大提高。本發(fā)明使用圓柱形鋁殼，質(zhì)量輕、散熱好。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明本發(fā)明一種磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池(42110)，電池外徑42.0mm±0.lmm,電池高度110.0mm土0.5mm，它包括純鋁外殼、正極片、負(fù)極片、電解液、隔膜，其中正極片和負(fù)極片分別由正、負(fù)極集流體和涂覆于正、負(fù)極集流體上的活性物質(zhì)組成。電池正極片包括具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰，導(dǎo)電劑和正極金屬集流體。正極集流體采用鋁箔，鋁箔厚度為15um20um。導(dǎo)電劑選用超導(dǎo)碳黑(Super-P)、導(dǎo)電石墨(KS-6)中的一種或幾種混合物，或者不用導(dǎo)電劑。正極材料粘結(jié)劑選用聚偏二氟乙烯(PVDF)。正極材料、粘結(jié)劑與導(dǎo)電劑混合成漿料后，在金屬集流體上采用背涂工藝，涂布溫度為100150'C，涂布速度1.84米/分鐘，干燥后，經(jīng)輥壓后形成厚度為100um165um的極片，其壓實(shí)密度為1.82.5g/cm3,上述正極片與電池的正極柱接觸。正極漿料的重量百分比配比范圍正極材料86%~93.1%;超導(dǎo)碳黑0%~4%;導(dǎo)電石墨0%~4%;聚偏二氟乙烯4%~10%;電池負(fù)極片包括石墨，導(dǎo)電劑和負(fù)極金屬集流體。負(fù)極材料選用天然石墨或人造石墨。負(fù)極集流體采用銅箔，銅箔厚度為10um15um。導(dǎo)電劑選用超導(dǎo)碳黑、導(dǎo)電石墨中的一種或混合物，或者不用導(dǎo)電劑。負(fù)極材料粘結(jié)劑選用羧甲基纖維素鈉(CMC)、丁苯橡膠(SBR)粘結(jié)劑中的一種或混合物。負(fù)極材料、粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉(CMC)、丁苯橡膠(SBR)與導(dǎo)電劑混合成漿料后，在金屬集流體上涂布，在100'C130'C下干燥后，經(jīng)輥壓后形成厚度為70ixm120um的極片，其壓實(shí)密度1.3-1.8g/cm3，上述極片與電池負(fù)極柱接觸。負(fù)極漿料的重量百分比配比范圍負(fù)極材料93%~97%;超導(dǎo)炭黑0%~3%;導(dǎo)電石墨0%~3%;羧甲基纖維素納1%~3%;丁苯橡膠乳液固含量2%~4%。實(shí)施例l(最佳實(shí)施例)正極漿料的重量百分比配比正極材料88.5%;超導(dǎo)碳黑3%;導(dǎo)電石墨1.5%;聚偏二氟乙烯7%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料94.4%;超導(dǎo)炭黑1%;羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。實(shí)施例l為最佳實(shí)施例，其導(dǎo)電性能好，粘結(jié)性好，可大功率放電。實(shí)施例2:正極漿料的重量百分比配比正極材料87%;超導(dǎo)碳黑4%;導(dǎo)電石墨2%;聚偏二氟乙烯7%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料94.4%;超導(dǎo)炭黑0.5%;導(dǎo)電石墨0.5%;羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。實(shí)施例2導(dǎo)電性能較好，可大功率放電。實(shí)施例3:正極槳料的重量百分比配比正極材料86%;超導(dǎo)碳黑4.7%;導(dǎo)電石墨2.3%;聚偏二氟乙烯7%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料96%;羧甲基纖維素納1.4%;丁苯橡膠乳液固含量2.6%。實(shí)施例3導(dǎo)電性能較好，負(fù)極容量髙，適合大功率放電。實(shí)施例4:正極漿料的重量百分比配比正極材料93%;超導(dǎo)碳黑1%;聚偏二氟乙烯6%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料95%;超導(dǎo)炭黑1%;羧甲基纖維素納1.5%;丁苯橡膠乳液固含量2.5%。實(shí)施例4導(dǎo)電性能稍差，容量高。本發(fā)明的制作工藝流程為配料、涂布、烘烤、輥壓、電池極片制作、烘烤、疊片、上蓋裝配、烘烤、注液、化成、分容。1、配料包括以下方法A、以循序配制法配制以N-甲基-2-吡咯烷酮為介質(zhì)的正極漿料，所需材料為聚偏二氟乙烯4%~10%、磷酸鐵鋰86%~93.1%、導(dǎo)電劑超導(dǎo)炭黑0%~4%和導(dǎo)電石墨0%4%中的一種或幾種混合物，或者不用導(dǎo)電劑；N-甲基-2-吡咯烷酮的用量受磷酸鐵鋰粒徑大小、粒度分布的制約，固液比-l:1~1.5;導(dǎo)電劑和磷酸鐵鋰均需在100130'C烤箱內(nèi)烘烤38小時(shí)；將聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯烷酮攪拌約34小時(shí)后，加入導(dǎo)電劑超導(dǎo)炭黑或?qū)щ娛珨嚢?~3小時(shí)，最后加入磷酸鐵鋰攪拌3~5小時(shí)成粘稠的漿狀。B、配制以水為介質(zhì)的負(fù)極漿料，所需材料為石墨93%~97%、超導(dǎo)炭黑0%~3%、導(dǎo)電石墨0%~3%、羧甲基纖維素納1%~3%、丁苯橡膠乳液固含量2%~4%，水為所有前述物質(zhì)總量的100%~160%即固液比=1:1~1.6;將羧甲基纖維素納加入水中攪拌4~5小時(shí)，加入導(dǎo)電劑超導(dǎo)炭黑或?qū)щ娛珨嚢?2小時(shí)，加入石墨攪拌35小時(shí)，最后加入丁苯橡膠乳液攪拌11.5小時(shí)成漿狀。2、涂布將攪拌好的正極或負(fù)極漿料均勻地涂覆在金屬箔集流體上，并留出空白區(qū)域，作為極耳區(qū)，極耳區(qū)長度不得超過涂層的1/2,然后進(jìn)入涂布機(jī)烘箱烘烤，烘烤干后即成為半成品集流體；涂布中須注意不可有劃痕，漏基體，縱橫方向上的偏輕偏重現(xiàn)象；無論正極或是負(fù)極，配制好的漿料涂布于金屬箔上后均須從預(yù)熱區(qū)段進(jìn)入涂布機(jī)的烘干巷道，絕對(duì)不可倒置；預(yù)熱區(qū)段的溫度為90'C或以下，中溫區(qū)段的溫度在110'C130'C之間、高溫區(qū)段的溫度在120'C140'C之間；在前述溫度條件下，涂布烘烤時(shí)，負(fù)極槳料的溫度較正極漿料的溫度稍高10'C15'C，以水為介質(zhì)的漿料溫度較N-甲基-2-吡咯烷酮為介質(zhì)的漿料溫度稍高10'C15'C;涂布的線速度在每分鐘2m4m的范圍內(nèi)調(diào)整。3、烘烤極片涂布完畢先進(jìn)行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時(shí)，真空度不低于-0.08MPa，烘烤溫度為10(TC130'C，每隔35小時(shí)換氮?dú)饣驓鍤猓⒈３?0分鐘，然后再次抽真空，烘烤時(shí)間結(jié)束，溫度降至50*€以下，將極片拿出烤箱，然后轉(zhuǎn)到下一工序。4、輥壓輥壓工藝中，正極在輥壓前的厚度約為180Um280ixm,輥壓后的厚度為IOOUm165um;負(fù)極在輥壓前的厚度約為140um200um,輥壓后的厚度為70um120um。5、電池極片制作，正極耳區(qū)為沒有涂層的鋁箔，然后焊接上厚0.10.3mm，寬38mm的鋁帶；負(fù)極耳區(qū)為沒有涂層的銅箔，然后焊接上厚0.050.3mm,寬38mm的鎳帶；正極片長度小于負(fù)極片長度120mm，正極片寬度小于負(fù)極片寬度16rnm。隔膜采用具有微孔結(jié)構(gòu)且電流切斷溫度低的20iim60um厚度的聚乙烯材料或聚丙烯材料制成的長條狀；隔膜對(duì)折后長度大于負(fù)極片長度310mm，隔膜寬度大于負(fù)極片寬度310mm。6、烘烤極片制作完畢先進(jìn)行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時(shí)，真空度不低于-0.08MPa,烘烤溫度為100'C130'C,每隔35小時(shí)換氮?dú)饣驓鍤猓⒈３?0分鐘，然后再次抽真空，烘烤時(shí)間結(jié)束，溫度降至50'C以下，將極片拿出烤箱，然后轉(zhuǎn)到下一工序。7、巻繞裝配時(shí)，須將一對(duì)正負(fù)極片組整齊疊放，中間襯以隔膜，以適當(dāng)而且平均的張緊力巻繞在巻針上，巻繞好之后是用膠帶將巻芯纏繞一圈包好，巻繞完畢將巻芯放入純鋁外殼中，然后使用超聲波焊機(jī)將正極鋁極耳焊在殼體上，使用電阻焊機(jī)將負(fù)極鎳極耳焊在上蓋的鎳極柱上。8、注液電池使用半自動(dòng)真空注液機(jī)注液，注液的同時(shí)通入高純氮?dú)饣驓鍤?；鋰離子動(dòng)力電池的注液量需根據(jù)其容量計(jì)算，注液量過大不但容易漏液，且易引起鼓殼；注液量過小則易引起正、負(fù)極活性物質(zhì)的惡化。鋰離子動(dòng)力電池的注液量在6.0g/Ah7.5g/Ah的范圍內(nèi)調(diào)整；所采用的多元電解液可以為公知的多元電解液，如天津金牛公司生產(chǎn)的多元電解液。多元電解液如下六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯乙基甲基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05:0.951.05;注液的環(huán)境控制非常重要，故須在手套箱或其他能夠達(dá)到要求的環(huán)境中完成注液。注液通常從電池殼蓋的注液孔上注入。鋰離子動(dòng)力電池在裝入內(nèi)本體及注液以后，仍應(yīng)保持一定的空腔，不可以為了縮小體積或節(jié)約外殼材料，刻意以固體物質(zhì)或電解液充滿鋰離子動(dòng)力電池的內(nèi)腔。視鋰離子動(dòng)力電池容量的大小不同，空腔約為內(nèi)腔容積的3%10%,空腔可以保護(hù)氣體填充。9、化成化成工序必須一次性不間斷地完成，中途不可隨意中止或停止?；汕€應(yīng)光滑連結(jié)，電流應(yīng)控制在0.05C/30分鐘、0.1C/120分鐘、0.2C/360分鐘，恒流充滿后轉(zhuǎn)為恒壓繼續(xù)充，務(wù)求一次性充足。10、分容將電性能各項(xiàng)指標(biāo)均符合工藝要求的電池與各項(xiàng)電性能指標(biāo)未達(dá)工藝要求的電池分別置放入庫。以此方法制造的鋰離子動(dòng)力電池，不僅容量大，而且可以大倍率放電。上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和保護(hù)范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1、一種磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池，包括外殼、正極片、負(fù)極片、電解液、隔膜，其中正極片和負(fù)極片分別包括正極集流體、負(fù)極集流體和涂覆于正極集流體、負(fù)極集流體上的正極漿料和負(fù)極漿料；其特征在于外殼為鋁殼；正極材料采用磷酸鐵鋰，正極集流體采用鋁箔，導(dǎo)電劑選用超導(dǎo)炭黑、導(dǎo)電石墨的一種或兩種混合物或者不用導(dǎo)電劑，正極材料粘結(jié)劑選用聚偏二氟乙烯；負(fù)極材料采用天然石墨或人造石墨，負(fù)極集流體采用銅箔，導(dǎo)電劑選用超導(dǎo)炭黑、導(dǎo)電石墨一種或兩種混合物或者不用導(dǎo)電劑，負(fù)極材料粘結(jié)劑選用聚偏二氟乙烯或羧甲基纖維素納、丁苯橡膠；所述的正極片、負(fù)極片、隔膜經(jīng)多層層疊卷繞制成圓柱形卷芯。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池，其特征在于所述電池的外徑為42.0mm土0.1mm，電池高度為110.0mm土0.5mm,正極集流體鋁箔厚度為15~20um，負(fù)極集流體銅箔厚度為10-15um。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料86%~93.1%;超導(dǎo)碳黑0%~4%;導(dǎo)電石墨0%4%;聚偏二氟乙烯4%10%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料93%~97%;超導(dǎo)炭黑0%~3%;導(dǎo)電石墨0%~3%;羧甲基纖維素納1%~3%;丁苯橡膠乳液固含量2%~4%。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池，其特征在于正極漿料的重量百分比配比正極材料88.5%;超導(dǎo)碳黑3%;導(dǎo)電石墨1.5%;聚偏二氟乙烯7%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料94.4%;超導(dǎo)炭黑1%;羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷酸鐵鋰鋁殼IO安時(shí)圓柱電池，其特征在于:正極漿料的重量百分比配比正極材料87%;超導(dǎo)碳黑4%;導(dǎo)電石墨2%;聚偏二氟乙烯7%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料94.4%;超導(dǎo)炭黑0.5%;導(dǎo)電石墨0.5°/o;羧甲基纖維素納1.8%;丁苯橡膠乳液固含量2.8%。6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷酸鐵鋰鋁殼IO安時(shí)圓柱電池，其特征在于:正極漿料的重量百分比配比正極材料86%;超導(dǎo)碳黑4.7%;導(dǎo)電石墨2.3%;聚偏二氟乙烯7%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料96%;羧甲基纖維素納1.4%;丁苯橡膠乳液固含量2.6%。7、根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷酸鐵鋰鋁殼IO安時(shí)圓柱電池，其特征在于:正極漿料的重量百分比配比正極材料93%;超導(dǎo)碳黑1%;聚偏二氟乙烯6%;負(fù)極漿料的重量百分比配比負(fù)極材料95%;超導(dǎo)炭黑1%;羧甲基纖維素納1.5%;丁苯橡膠乳液固含量2.5%。8、一種制作權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池的工藝，其特征在于，包括以下步驟(1)配料包括以下方法A、以循序配制法配制以N-甲基-2-吡咯垸酮為介質(zhì)的正極漿料，所需材料為聚偏二氟乙烯4°/。~10%、磷酸鐵鋰86%~93.1%、導(dǎo)電劑超導(dǎo)炭黑0%~4%和導(dǎo)電石墨0%~4%中的一種或幾種混合物，或者不用導(dǎo)電劑；N-甲基-2-吡咯垸酮的用量受磷酸鐵鋰粒徑大小、粒度分布的制約，固液比=1:1~1.5;導(dǎo)電劑和磷酸鐵鋰均需在100130'C烤箱內(nèi)烘烤38小時(shí)；將聚偏二氟乙烯加入N-甲基-2-吡咯垸酮攪拌約34小時(shí)后，加入導(dǎo)電劑超導(dǎo)炭黑或?qū)щ娛珨嚢?~3小時(shí)，最后加入磷酸鐵鋰攪拌35小時(shí)成粘稠的漿狀；B、配制以水為介質(zhì)的負(fù)極漿料，所需材料為石墨93%~97%、超導(dǎo)炭黑0%~3%、導(dǎo)電石墨0%~3%、羧甲基纖維素納1%~3%、丁苯橡膠乳液固含量2%~4%,水為所有前述物質(zhì)總量的100%~160%,即固液比=1:1~1.6;將羧甲基纖維素納加入水中攪拌45小時(shí)，加入導(dǎo)電劑超導(dǎo)炭黑或?qū)щ娛珨嚢?~2小時(shí)，加入石墨攪拌3~5小時(shí)，最后加入丁苯橡膠乳液攪拌1~1.5小時(shí)成漿狀；(2)涂布將攪拌好的正極或負(fù)極漿料均勻地涂覆在金屬箔集流體上，并留出空白區(qū)域，作為極耳區(qū)，極耳區(qū)長度不得超過涂層的1/2,然后進(jìn)入涂布機(jī)烘箱烘烤，烘烤干后即成為半成品集流體；涂布中須注意不可有劃痕，漏基體，縱橫方向上的偏輕偏重現(xiàn)象；無論正極或是負(fù)極，配制好的漿料涂布于金屬箔上后均須從預(yù)熱區(qū)段進(jìn)入涂布機(jī)的烘干巷道，絕對(duì)不可倒置；預(yù)熱區(qū)段的溫度為卯'C或以下，中溫區(qū)段的溫度在110"C130'C之間、高溫區(qū)段的溫度在120'C140'C之間；在前述溫度條件下，涂布烘烤時(shí)，負(fù)極漿料的溫度較正極漿料的溫度稍髙10'C15"C，以水為介質(zhì)的漿料溫度較N-甲基-2-吡咯垸酮為介質(zhì)的漿料溫度稍高10'C15'C;涂布的線速度在每分鐘2m4m的范圍內(nèi)調(diào)整；(3)烘烤極片涂布完畢先進(jìn)行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時(shí)，真空度不低于-0.08MPa，烘烤溫度為100'C130'C,每隔35小時(shí)換氮?dú)饣驓鍤?，并保?0分鐘，然后再次抽真空，烘烤時(shí)間結(jié)束，溫度降至5(TC以下，將極片拿出烤箱，然后轉(zhuǎn)到下一工序；(4)輥壓輥壓工藝中，正極在輥壓前的厚度約為180um280um，輥壓后的厚度為100lim165um;負(fù)極在輥壓前的厚度約為140Um200Um,輥壓后的厚度為70Um120um;(5)電池極片制作正極耳區(qū)為沒有涂層的鋁箔，然后焊接上厚0.10.3mm，寬38mm的鋁帶；負(fù)極耳區(qū)為沒有涂層的銅箔，然后焊接上厚0.050.3mm，寬38mm的鎳帶；正極片長度小于負(fù)極片長度120mm，正極片寬度小于負(fù)極片寬度16mm;隔膜采用具有微孔結(jié)構(gòu)且電流切斷溫度低的20"m60um厚度的聚乙烯材料或聚丙烯材料制成的長條狀；隔膜對(duì)折后長度大于負(fù)極片長度310mm，隔膜寬度大于負(fù)極片寬度310mm;(6)烘烤極片制作完畢先進(jìn)行烘烤，在真空烤箱中烘烤24小時(shí)，真空度不低于-0.08MPa,烘烤溫度為100'C130'C，每隔35小時(shí)換氮?dú)饣驓鍤?，并保?0分鐘，然后再次抽真空，烘烤時(shí)間結(jié)束，溫度降至50'C以下，將極片拿出烤箱，然后轉(zhuǎn)到下一工序；(7)巻繞裝配時(shí)，須將一對(duì)正負(fù)極片組整齊疊放，中間襯以隔膜，以適當(dāng)而且平均的張緊力巻繞在巻針上，巻繞好之后是用膠帶將巻芯纏繞一圈包好，巻繞完畢將巻芯放入純鋁外殼中，然后使用超聲波焊機(jī)將正極鋁極耳焊在殼體上，使用電阻焊機(jī)將負(fù)極鎳極耳焊在上蓋的鎳極柱上；(8)注液電池使用半自動(dòng)真空注液機(jī)注液，注液的同時(shí)通入高純氮?dú)饣驓鍤猓蛔⒁毫吭?.0g/Ah7.5g/Ah的范圍內(nèi)調(diào)整；所采用的多元電解液如下六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;或六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯乙基甲基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:0.951.05:0.951.05;六氟磷酸鋰/乙烯碳酸酯二甲基碳酸酯:乙基甲基碳酸酯二乙基碳酸酯，溶劑比例為0.951.05:t).951.05:0.951.05:0.951.05;(9)化成化成工序必須一次性不間斷地完成，化成曲線應(yīng)光滑連結(jié)，電流應(yīng)控制在0.05C/30分鐘、0.1C/120分鐘、0.2C/360分鐘，恒流充滿后轉(zhuǎn)為恒壓繼續(xù)充，務(wù)求一次性充足；(10)分容將電性能各項(xiàng)指標(biāo)均符合工藝要求的電池與各項(xiàng)電性能指標(biāo)未達(dá)工藝要求的電池分別置放入庫。全文摘要一種磷酸鐵鋰鋁殼10安時(shí)圓柱電池及其制作工藝，屬于鋰離子動(dòng)力電池領(lǐng)域，電池的外徑為42.0mm±0.1mm，電池高度為110.0mm±0.5mm。包括外殼、正、負(fù)極片、電解液、隔膜，正、負(fù)極片分別包括正、負(fù)極集流體和涂覆于正、負(fù)極集流體上的正、負(fù)極漿料。外殼為鋁殼；正極材料采用磷酸鐵鋰，正極集流體采用鋁箔，導(dǎo)電劑選用超導(dǎo)炭黑、導(dǎo)電石墨的一種或兩種混合物，正極材料粘結(jié)劑選用聚偏二氟乙烯；負(fù)極材料采用天然石墨或人造石墨，負(fù)極集流體采用銅箔，導(dǎo)電劑選用超導(dǎo)炭黑、導(dǎo)電石墨一種或兩種混合物，負(fù)極材料粘結(jié)劑選用聚偏二氟乙烯或羧甲基纖維素納、丁苯橡膠；正極片、負(fù)極片、隔膜經(jīng)多層層疊卷繞制成圓柱形卷芯。本發(fā)明不僅容量大，而且可以大倍率放電。文檔編號(hào)H01M10/38GK101183731SQ200710115519公開日2008年5月21日申請(qǐng)日期2007年12月14日優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日發(fā)明者孫先富,李兆龍申請(qǐng)人:山東海霸通訊設(shè)備有限公司