[发明专利]一种直接以FePO4为正极材料的锂离子电池的生产方法

权利要求书

1.一种直接以FePO₄为正极材料的锂离子电池的生产方法，即将正极材料制作而成的正极片经过第一步化成后与石墨负极片进行组装、再进行第二步化成后即得到直接以FePO₄为正极材料的锂离子电池，其特征在于所述的正极材料为FePO₄；

所述的第一步化成，即将直接以FePO₄为正极材料制作而成的正极片与负极材料Li片置于电解槽的电解液进行第一步化成得到含锂离子的正极片；

所述的第二步化成即将第一步化成后的所得的含锂离子的正极片与石墨负极片组装成电池进行化成。

2.如权利要求1所述的一种直接以FePO₄为正极材料的锂离子电池的生产方法，其特征在于具体包括如下步骤：

（1）、材料的准备

①、正极材料FePO₄的预处理

将FePO₄前驱体粉末置于高温管式炉，控制温度为380℃，空气气氛下煅烧3h；

②、负极材料

        中间相碳微球，化成时负极用金属Li片；

③、导电剂

采用导电石墨或导电剂炭黑；

④、粘结剂

将聚偏氟乙烯与N-甲基-吡咯烷酮按质量比计算，即聚偏氟乙烯：N-   甲基-吡咯烷酮按1：10的比例进行混合，并在60℃的温度下静置过夜；

⑤、集流体

        正极使用铝箔，负极使用铜箔；

⑥、隔膜

采用进口的Celgard 2400聚乙烯微孔膜；

⑦、电解液

即由溶质和溶剂组成的浓度为1.0mol/L的溶液；

所述的溶质为LiPF₆；

所述的溶剂为由碳酸乙烯酯、二乙基碳酸酯和二甲基碳酸酯按重量比即碳酸乙烯酯: 二乙基碳酸酯：二甲基碳酸酯为1:1:1混合而成；

（2）、制作

①、正极片制作

将步骤（1）预处理后所得的磷酸铁FePO₄正极材料、导电剂及粘结剂按重量百分比计算，即磷酸铁FePO₄正极材料：导电剂：粘结剂为62~75%：17~30%：8%的比例进行混合配制浆料，所得浆料涂覆于集流体铝箔上；

加热除去溶剂，用辊压机辊压后，再裁剪成矩形或长条形正极片；

②、石墨负极片制作

将步骤（1）所述的负极材料中间相碳微球、导电剂及粘结剂按重量百分比计算，即中间相碳微球:导电剂:粘结剂为82%：10%:8%的比例进行混合配制浆料，经搅拌机搅拌得到均匀浆料，涂覆在铜箔集流体上，加热除去溶剂后用辊压机辊压，最后裁剪成与①中的正极片匹配的矩形或长条形负极片；

（3）、第一步化成

将步骤（2）所得的正极片与负极材料Li片置于电解槽中，注入步骤（1）中的⑦所述的电解液，并与电池充放电测试系统连接，经静置2h后，采用以下步骤对电池进行第一步化成：

①、0.1C恒流放电至2.0V；

②、静置 5min.；

③、0.1C恒流充电至4.0V；

④、恒压充电至4.2V；

重复上述第一步化成的步骤①~④15次；

然后，将第一步化成后的正极片依次用碳酸乙烯酯、乙醇清洗干净后，烘干备用即得含有锂离子的正极片；

（4）、组装

将步骤（3）中经第一步化成后，用碳酸乙烯酯、乙醇清洗干净并烘干后所得的含有锂离子的正极片、步骤（2）制作好的石墨负极片以隔膜分隔重叠在一起并卷绕成电芯，在电芯上对应焊接正、负极耳，用铝塑膜热压封装，在负压条件下注入步骤（1）中的⑦所述的电解液，封口，即得组装好的电池；

（5）、第二步化成

将步骤（4）组装好的电池，经静置后，采用以下步骤对电池进行第二次化成：

①、0.1C恒流放电至2.0V；

②、静置5min；

③、0.1C恒流充电至4.0V；

④、恒压充电至4.2V；

重复上述第二步化成的步骤①~④3~5次，即得到直接以FePO₄为正极材料的锂离子电池。

3.如权利要求2所述的一种直接以FePO₄为正极材料的锂离子电池的生产方法，其特征在于步骤（2）中的①、正极片制作中所述的磷酸铁FePO₄正极材料、导电剂及粘结剂按重量百分比计算，即磷酸铁FePO₄正极材料：导电剂：粘结剂为62：30%：8%。