一種高安全性能防過充的鋰離子電池正極漿料配方及正極片生產(chǎn)方法組成比例

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高安全性能防過充的鋰離子電池正極漿料配方及正極片生產(chǎn)方法，其配方以及生產(chǎn)方法中包含錳酸鋰成分，從而克服傳統(tǒng)電池中的鈷酸鋰在性能上的局限性，達到降低成本和改善電池性能的作用。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種高安全性能防過充的鋰離子電池正極漿料配方及正極 片生產(chǎn)方法
本專利技術(shù)涉及一種電池正極漿料配方及正極片生產(chǎn)方法，特別是指一種配方中包含 有錳酸鋰的電池正極漿料配方及正極片生產(chǎn)方法。
技術(shù)介紹
眾所周知，隨著國內(nèi)手機行業(yè)迅速發(fā)展，手機電池發(fā)展也從最初的鎘-鎳、氫-鎳 組合到現(xiàn)在的單只鋰離子二次電池，對手機電池的性價比要求越來越高，這也是一個行業(yè) 發(fā)展的必然趨勢。鋰離子二次電池作為手機不可或缺的一部分，其安全性能、電化學(xué)性能及 其價格越來越受到手機廠商和用戶的重視。隨著近年手機在國內(nèi)的迅速普及，鋰離子電池 也面臨著前所未有的機遇。 美國消費品安全委員會（CPSC)在和下述公司的自愿合作下于2007年3月27日 宣布召回下列產(chǎn)品。除非有其他說明，消費者必須立即停止使用召回的產(chǎn)品。品名：使用 鋰聚合物電池的遙控飛機(型號4153和4161)數(shù)量：約66, 000架危害：電池充電時，飛機 會過熱，有引發(fā)火災(zāi)的危險。事故/傷害：Estes-Cox公司已經(jīng)收到9起關(guān)于飛機過熱的報 告，其中1起報告中飛機因過熱而起火，有人員被輕微燙傷。 描述：召回的產(chǎn)品為型號為4153 (在RadioShack專賣店銷售）的空軍中隊（Sky Squadron)和型號為4161 (在沃爾瑪銷售）的空中巡邏兵（Sky Rangers) 2款遙控飛機，這 2款飛機使用可充電鋰電池。飛機的機翼為18?20英寸長，機身為聚苯乙烯泡沫。型號 為4153的飛機為藍色，只有1個發(fā)動機，機身上貼有數(shù)字15的印花，遙控器和充電器為藍 色和黑色；型號為4161的飛機使用的是紅色雙發(fā)動機，遙控器和充電器是全黑的。型號數(shù) 字印在包裝盒和說明書上。 索尼2006年和2008年的兩次電池召回事件可以說是當(dāng)前業(yè)內(nèi)最受關(guān)注的話題之 一，目前為止蘋果、戴爾、富士通、日立、IBM/聯(lián)想、松下、夏普、東芝、技嘉以及索尼本身都開 展了電池召回的活動，涉及回收電池的數(shù)量已經(jīng)接近了千萬枚大關(guān)。一時間，鋰電池引發(fā)的 危機讓索尼背負了巨額的損失，同時也成為人們抹不去的沉痛記憶。傳統(tǒng)鋰電池巨大的安 全隱患已經(jīng)成為橫在商家和消費者心頭的一把刀。傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池作為一種高效能 源載體已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于通訊、電子行業(yè)，特別是手機、PDA等個人通訊工具上。據(jù)統(tǒng)計，鋰 離子電池的全球需求已達13億只，并隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，這一數(shù)據(jù)在逐年遞增。正 因如此，隨著鋰離子電池在各個行業(yè)用量的迅速激增，電池的安全性能也日益突出，不僅要 求鋰離子電池具有優(yōu)異的充、放電性能，還要求具有更高的安全性能。 近年來，隨著通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，手機彩屏技術(shù)、彩信技術(shù)、藍牙技術(shù)及攝像技 術(shù)相續(xù)出現(xiàn)，對電池的容量、體積、重量及電化學(xué)性能等指標(biāo)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的鋰 電已越來越不能適應(yīng)新的需求。新型聚合物鋰離子電池的出現(xiàn)，迎合了這一需求。 聚合物鋰電是在原有鋼殼、鋁殼電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第三代鋰離子電池，以 其更輕、更薄、能量密度更高的特點，受到國內(nèi)外通訊終端廠商及設(shè)計公司的青睞。它不但 具有鋰離子電池的所有技術(shù)優(yōu)點，而且具有更高的能量和更好的安全性能。 為了證實聚合物鋰電的安全性能要比傳統(tǒng)的鋰離子電池更高，專家組對此進行了 周密的實驗和測試。該電芯先后擁有了 UL、CE等國際認證，具有高品質(zhì)及安全可靠的保證。 對聚合物鋰離子的初次試水成功后，目前它已經(jīng)廣泛用于全球各大著名廠商如Ipod、三星、 LG、M0T0等的多種移動數(shù)碼產(chǎn)品上。 凡是跟〃電〃有關(guān)的產(chǎn)品，安全問題首當(dāng)其沖。由于聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁 塑軟包裝，有別于傳統(tǒng)液態(tài)電芯的金屬外殼，一旦發(fā)生安全隱患，傳統(tǒng)液態(tài)電芯容易爆炸， 而聚合物電芯最多只會氣鼓，不會產(chǎn)生任何有害人身和財產(chǎn)安全的問題。 此外，聚合物鋰電池的工程樣板上安裝有全自動保護板，能對短路、過充電、過放 電進行有效保護，不必擔(dān)心過充或充不飽的情況發(fā)生。這就為采用這種電芯的產(chǎn)品提供了 足夠的安全保障，安全特性遠優(yōu)于傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池。 說到數(shù)碼產(chǎn)品，〃輕、〃薄〃等名詞就是很難繞得過去的指標(biāo)。電池的重量直接 影響著數(shù)碼產(chǎn)品的整體質(zhì)量，由于聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕40%，比鋁 殼電池還要輕20%，因此使用它的數(shù)碼產(chǎn)品重量就大大縮減。另外，聚合物電芯厚度可做到 1mm以下，不會影響到數(shù)碼產(chǎn)品的輕薄程度。 與此同時，聚合物電池較同等尺寸規(guī)格的鋼殼電池容量高10?15%，較鋁殼 電池高5?10%。上述提到的太業(yè)移動電源，由于獨家采用聚合物鋰電電芯，機身僅有 100mmX 55mmX 17臟，做到了小巧、時尚、輕便，極大地滿足了外出攜帶的需求。與同類產(chǎn)品 相比，太業(yè)移動電源實現(xiàn)了能量體積比的最大化。 值得一提的是，由于聚合物電芯采用的材料本身具有足夠的安全性，因此電池的 保護線路設(shè)計中省去了 PTC和保險絲，從而節(jié)約了電池成本。另外，聚合物電芯的內(nèi)阻較一 般液態(tài)電芯小，極大的減低了電池的自耗電，在一定程度上延長了數(shù)碼產(chǎn)品的待機時間。 以上述的移動電源為例，一個充滿電的太業(yè)電源，電量等同于普通手機電池或者 數(shù)碼相機的4~7倍，這就意味著，使用它可以為手機或數(shù)碼相機充電4~7次以上。對于普通 MP3、藍牙耳機、⑶播放機、復(fù)讀機等，太業(yè)電源可以充電1(T15次以上； 此外，聚鋰電池可以設(shè)計成任意形狀，還可根據(jù)客戶的需求增加或減少電芯厚度，有 的甚至可以根據(jù)手機，數(shù)碼相機等的形狀量身定做，以充分利用電池外殼空間，提升電池容 量。它還具有無泄漏、無重金屬、無污染等環(huán)保特性。眼下，采用聚合物電芯的產(chǎn)品正在迅 速增多并悄然流行，成為移動生活必不可少的理想選擇。 聚合物鋰電池在安全性、體積、重量、容量、放電性能方面都比傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池 更具有優(yōu)勢。過去，國內(nèi)外聚合物鋰離子電池生產(chǎn)廠商多采用美國貝爾實驗室的Bellcore 工藝生產(chǎn)。但是由于該方法工藝繁瑣、效率低、設(shè)備投資大和生產(chǎn)成本高等缺點，嚴重的制 約了聚合物鋰離子電池的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化。近幾年，在大量實驗室工作的基礎(chǔ)上，通過綜合多 項關(guān)鍵材料技術(shù)，國內(nèi)已經(jīng)有部分企業(yè)成功研制出了聚合物鋰離子電池。據(jù)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)顯 示，到去年為止，聚合物鋰電池已經(jīng)占據(jù)世界手機電池市場的1/4左右。 聚合物鋰離子電池被公認為是未來最具發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用市場的電池產(chǎn)品。據(jù)預(yù) 測，在未來幾年內(nèi)，它將取代液態(tài)鋰離子電池近50 %的市場份額，有著廣闊的發(fā)展前景，是 日本、中國等諸多大電池制造商重點投資和研發(fā)的方向之一。可以預(yù)見，到2010年左右，聚 合物鋰離子電池是新一代移動數(shù)碼設(shè)備的首選，也將成為最有希望替代傳鋰電池的產(chǎn)品。
技術(shù)實現(xiàn)思路
由于電池中的鈷酸鋰在性能上的局限性，穩(wěn)定性差，容易分解產(chǎn)生氣體放出熱 量，導(dǎo)致燃燒或爆炸，所以有必要研制能替代它的正極活性物質(zhì)，從而達到降低成本和改 善電池性能,而此為本專利技術(shù)的主要目的。 本專利技術(shù)所采取的技術(shù)方案是：一種高安全性能防過充的鋰離子電池正極漿料配 方，其由錳酸鋰、碳黑導(dǎo)電劑、聚偏氟乙烯、人造石墨、甲基吡咯烷酮組成，其中，各個組份的 重量比為：91?92 :4?5 :3?4 :1?1. 5 :30?60。 一種高安全性能防過充本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種高安全性能防過充的鋰離子電池正極漿料配方，其特征在于：由錳酸鋰、碳黑導(dǎo)電劑、聚偏氟乙烯、人造石墨、甲基吡咯烷酮組成，其中，各個組份的重量比為：91~92：4~5：3~4：1~1.5：30~60。

【技術(shù)特征摘要】
1. 一種高安全性能防過充的鋰離子電池正極漿料配方，其特征在于：由錳酸鋰、碳黑 導(dǎo)電劑、聚偏氟乙烯、人造石墨、甲基吡咯烷酮組成，其中，各個組份的重量比為：91~92 : 4?5 :3?4 :1?1. 5 :30?60。2. -種高安全性能防過充的鋰離子電池正極漿料配方，其特征在于：由鈷酸鋰、錳酸 鋰、碳黑導(dǎo)電劑、聚偏氟乙烯、人造石墨、甲基吡咯烷酮組成，其中，各個組份的重量比為： 64?65 :27?28 :4?5 :3?4 :1?1. 5 :30?60。3. -種高安全性能防過充的鋰離子電池的正極片生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步 驟： 第一步、混合制備電池正極漿料，其包括如下步驟： 混合步驟I，首先將甲基吡咯烷酮加入聚偏氟乙烯中設(shè)置真空混合動力攪拌機自轉(zhuǎn) 35HZ，公轉(zhuǎn)35HZ真空狀態(tài)下充分攪拌2h使聚偏氟乙烯完全溶解； 混合步驟II，將碳黑導(dǎo)電劑以及人造石墨加入混合步驟I的溶液中，而后設(shè)置該真空 混合動力攪拌機自轉(zhuǎn)35HZ，公轉(zhuǎn)35HZ真空狀態(tài)充分攪拌2h; 混合步驟III，將錳酸鋰分三次加入混合步驟II所得溶液中，設(shè)置該真空混合動力攪拌 機自轉(zhuǎn)35HZ，公轉(zhuǎn)35HZ真空狀態(tài)充分攪拌1-1. 5h; 混合步驟IV，將甲基吡咯烷酮加入到混合步驟III所得溶液中設(shè)置該真空混合動力攪拌 機自轉(zhuǎn)35HZ，公轉(zhuǎn)35HZ真空狀態(tài)充分攪拌5-6h進行充分混合， 混合步驟I與混合步驟IV中加入甲基吡咯烷酮的用量相等， 混合步驟IV混合后的溶液粘度控制在5000-8000mpa.s_S 第一...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉進，羅強，劉廣源，
申請(專利權(quán))人：劉廣源，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44