一种磷酸铁锂塑料壳体圆柱电池及其制备方法

摘要

本发明涉及到一种磷酸铁锂塑料壳体圆柱电池及其制备方法，适用于中大型容量的锂离子电池。它是将磷酸铁锂材料和导电剂、粘结剂等混合而成正极浆料；将石墨和导电剂、粘结剂等混合而成负极浆料。再将正极浆料涂敷在铝箔上制成正极片，负极浆料涂敷在铜箔上制成负极片。然后将正负极片加入特制隔膜卷成圆柱形卷芯。然后将卷芯与塑料壳体、端盖、上极柱、下极柱、内垫片、外垫片和固定螺母进行装配，最后注液化成而制成成品电池。本发明涉及的一种磷酸铁锂塑料壳体圆柱电池及其制备方法，具有装配方便、生产效率高、成本低的优点；使用的特制隔膜能够提高电池的耐短路、耐针刺、抗冲击、抗挤压能力等安全性能。

主权项

一种磷酸铁锂塑料壳体圆柱电池，包括外壳、卷芯和电解液，其特征是：卷芯是由正负极片加入隔膜卷绕而成的圆柱形卷芯；正极片是将磷酸铁锂为主要成分的正极浆料涂敷在铝箔上制成，负极片是将负极浆料涂敷在铜箔上制成；外壳主要由塑料壳体、PP材质端盖、上极柱、下极柱、内垫片、外垫片和固定螺母组成；塑料壳体一端开口，另外一端半密封，在中心处留一圆孔； PP材质端盖是匹配塑料壳体开口端的圆柱体，中间留有圆孔，偏离中心位置处留有注液孔；上极柱、下极柱为金属材质，由两段不同直径的圆柱体组合而成，一端用于连接卷芯的正负极耳，另一端作为电池的正负极端子，并且该上极柱、下极柱的作为电池的正负极端子的端圆柱体上具有螺纹结构；内垫片、外垫片由耐电解液腐蚀的软质弹性材料制作而成，二者的形状相互契合能够保证电池的密封性；固定螺母匹配上极柱、下极柱的螺纹，起到固定上极柱和下极柱的作用；所述的正极浆料是将重量份为5~7份的粘结剂、87~91份的磷酸铁锂、2~3份的导电碳黑、2~3份的导电石墨与N‑甲基‑2‑吡咯烷酮调和成固含量为35~50%的浆料；所述的负极浆料是将重量份为89~93份的石墨、1~2份的导电炭黑、1~2份的导电石墨、5~7份的粘结剂与去离子水调和成固含量30~50%的浆料；所述的粘结剂选择为：聚偏二氟乙烯或者水性胶，或者是重量份1~2份的羧甲基纤维素纳与4~5份的丁苯橡胶的混合物，或者是重量份1~2份的羧甲基纤维素纳、2~2.5份的丁苯橡胶和2~2.5份的水性胶混合物；以聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜为基体，在基体表面涂敷由聚合物胶体材料和无机填料组成的涂层；所述的聚合物胶体材料是由聚偏氟乙烯、偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯组成的混合物；所述的无机填料是由纳米级无机粉体材料三氧化二铝、二氧化硅的一种或其混合物组成；所述的聚丙烯、聚乙烯材质的隔膜基体选用聚丙烯微孔薄膜或者聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔隔膜；所述的无机填料粒度是50nm‑200nm；所述隔膜涂层厚度为1‑5μm；经过涂聚合物胶体材料和无机填料处理的隔膜孔隙率在30%‑50%之间；所述无机填料的重量占涂层聚合物胶体材料重量的30%‑100%；聚合物胶体材料中的聚偏氟乙烯、偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物占总体聚合物胶体材料重量的40%‑70%；聚丙烯腈占总体聚合物胶体材料重量的5%‑20%；聚甲基丙烯酸甲酯占总体聚合物胶体材料重量的10%‑40%；聚合物胶体材料所用溶剂选自下列溶剂的一种或几种：丁酮、丙酮、四氢呋喃、N‑甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙醇、碳酸二乙酯、丁醇。