CN101609882A - 一种锂离子电池负极浆料及其制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池负极浆料及其制备方法 Download PDF

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吴丽军
袁春刚
王青
魏廷全
韩伟
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Abstract

本发明属于锂离子电池领域，公开了一种锂离子电池负极浆料及其制备方法。该浆料配方为：固体原料中，石墨为90～94重量份，碳黑为1～2重量份，粘结剂LA132为4～5重量份；溶剂为去离子水与氮甲基吡咯烷酮按重量比为7∶1～12∶1配制而成；固液比按重量比为1∶1.1～1.3。本发明的油水混合型浆料相对油性浆料能够大幅降低成本，相对水性浆料能够提高浆料的稳定性，对电池的性能无不利影响。

Description

一种锂离子电池负极浆料及其制备方法
技术领域：
本发明属于锂电池领域，涉及一种油水混合型锂离子电池负极浆料及其制备方法。
背景技术
目前锂离子电池用负极浆料一般为水性(溶剂为水)以及油性(溶剂为氮甲基吡咯烷酮，NMP)两种，水性浆料生产成本低，但稳定性不够高，涂布过程中容易发生浆料沉积现象，从而导致浆料的一致性较差，涂出的极片厚度分布不均，影响电池的性能，而油性浆料成本较高，锂离子电池又面临着成本迫切下降的压力。
发明内容
本发明的目的就是克服上述两种技术配方的缺点，提供了一种锂离子电池负极浆料及其制备方法，在保证浆料稳定、对电池性能不产生不利影响的条件下，很好地控制了成本。
本发明通过下列技术方案实现：
一种锂离子电池负极浆料，该浆料配方为：
固体原料中，石墨为90～94重量份，碳黑为1～2重量份，粘结剂LA132(丙烯酸酯胶粘剂，成都茵地乐电源科技有限公司，型号LA132)为4～5重量份；
溶剂为去离子水与氮甲基吡咯烷酮按重量比为7∶1～12∶1配制而成；
固液比按重量比为1∶1.1～1.3(将石墨、碳黑、粘结剂LA132作为固体原料)。
所述锂离子电池负极浆料的制备方法，包括下列步骤：
a.按配方取石墨，碳黑，粘结剂LA132，去离子水，氮甲基吡咯烷酮；
b.去离子水与氮甲基吡咯烷酮混合，然后加入粘结剂LA132，混合搅拌6-8小时制胶；
c.制完胶后加入石墨和碳黑混合搅拌8-12小时，制成最终的浆料。
本发明有益效果：
本发明提供的油水混合型锂离子电池负极浆料与油性浆料的稳定性相当，比水性浆料的稳定性有大幅提升，并且本发明的油水混合型浆料对电池的性能无不利影响，但成本有大幅降低。
附图说明
图1浆料稳定性能测试结果比较。
图2电池循环性能测试结果比较。
具体实施方式
实施例1：
本实施例说明本发明提供的油水混合型负极浆料的制备方法及其制作的电池。
1、负极的制备
向混料桶中加入2700g去离子水及340g NMP配成溶液，然后加入120g粘结剂LA132(成都茵地乐电源科技有限公司)，混合搅拌6-8小时制胶，再将2300g石墨，50g碳黑加入混合搅拌8-12小时(将石墨、碳黑、粘结剂LA132作为固体原料，按25g/份为例)，制成浆料，用涂布机涂敷到12μm的铜箔上，经过135℃真空加热干燥3h，辊压制成550mm(长)×122mm(宽)×130μm(厚)极片，压实密度为1.3g/cm3。
2、正极的制备
将烘干的4350g锰酸锂，175g碳黑，225g聚偏二氟乙烯(PVDF，F2)，加入到3250gNMP中制成正极浆料，用涂布机将该浆料涂敷到20μm的铝箔上，经过120℃真空加热干燥2h，辊压、裁片制得500mm(长)×118mm(宽)×192μm(厚)极片，压实密度为2.5g/cm3。
3、电解液制备
将LiPF6与碳酸乙烯酯(EC)及碳酸二甲酯(DMC)配置成LiPF6浓度为1mol/L的溶液(EC/DMC的体积比为1∶1)作为电解液。
4、电池的制备
将上述(1)得到的负极，和(2)得到的正极利用40μm的隔膜卷绕成方形电芯，采用铝塑膜包装热封，注入上述(3)制备的电解液20g，化成密封。
比较例1
本比较例说明水性浆料的制备及其制作的电池。
1、负极的制备
向混料桶中加入3000g去离子水，然后加入120g粘结剂LA132，混合搅拌6-8小时制胶，再将2300g石墨，50g碳黑加入混合搅拌8-12小时，制成浆料，用涂布机涂敷到12μm的铜箔上，经过135℃真空加热干燥3h，辊压制成550mm(长)×122mm(宽)×130μm(厚)极片，压实密度为1.3g/cm3。
2、按照实施例1的方法制备正极、电解液、以及电池。
比较例2
本比较例说明油性浆料的制备及其制作的电池
1、负极的制备
向混料桶中加入2000g NMP，然后加入80g PVDF，混合搅拌6-8小时制胶，再将2300g石墨，50g碳黑加入混合搅拌8-12小时，制成浆料，用涂布机涂敷到12μm的铜箔上，经过135℃真空加热干燥3h，辊压制成550mm(长)×122mm(宽)×130μm(厚)极片，压实密度为1.3g/cm3。
2、按照实施例1的方法制备正极、电解液、以及电池。
实施例2：本发明浆料性能测试
一、浆料稳定性测试
将浆料装入试管中封闭，垂直搁置，测试沉积率随搁置时间的变化，结果见图1。
沉积率＝浆料上层澄清液高度/浆料总高度×100％
从图1数据可以看出实施例1(混合型负极浆料)和比较例2(油性负极浆料)稳定性相当，明显好于比较例1(水性负极浆料)。
二、电池性能的测试：
1、电池内阻测试
使用内阻仪对每种电池测8块，测试结果见表1
表1
Figure G2009101814769D00031
从实际数据可以看出，实施例1电池跟比较例1、比较例2电池相比内阻没有明显差异。
2、循环性能
将实施例1及比较例1制备的电池在常温、相对湿度25％～45％的环境中进行容量测试，测试方法如下：
使用二次电池循环检测设备，将化成后的电池以2500mA(0.5C)恒流充电至4.2V后转4.2V恒压充电，充电截止电流100mA，然后以5000mA(1C)放电至电压3V，循环重复上述流程，记录每次循环放电容量。
容量保持率＝循环结束容量/初始容量×100％
容量保持率测试结果如图2所示。
从图2中数据可以看出，比较例1(水性负极浆料)循环性能较实施例1(油水混合型负极浆料)和比较例2(油性负极浆料)差一些，而实施例1和比较例2循环性能相当。

Claims (2)

1、一种锂离子电池负极浆料，其特征在于该浆料配方为：
固体原料中，石墨为90～94重量份，碳黑为1～2重量份，粘结剂LA132为4～5重量份；
溶剂为去离子水与氮甲基吡咯烷酮按重量比为7∶1～12∶1配制而成；
固液比按重量比为1∶1.1～1.3。
2、权利要求1所述锂离子电池负极浆料的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
a.按配方取石墨，碳黑，粘结剂LA132，去离子水，氮甲基吡咯烷酮；
b.去离子水与氮甲基吡咯烷酮混合，然后加入粘结剂LA132，混合搅拌6-8小时制胶；
c.制完胶后加入石墨和碳黑混合搅拌8-12小时，制成最终的浆料。
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