CN102790220B - 一种改善锂离子电池极片吸液性能的菱角形导电剂制造方法 - Google Patents

一种改善锂离子电池极片吸液性能的菱角形导电剂制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种改善锂离子电池极片吸液性能的菱角形导电剂制造方法，其特征在于，按如下步骤制造：①先将天然石墨或人造石墨高速研磨成小颗粒，简称为A；②将高熔点树脂研磨成粉末，简称为B；③将A+B=6:4的比例放到搅拌罐中混溶，简称为C；④将C放置在烘箱里加热至300℃-400℃，进行碳化,简称为D；⑤将D进行2500℃以上的高温石墨化，简称为E；⑥将E冷却后放入多菱形磨块的粉碎机中碎化，即得到了软、硬合适的菱形导电剂。本发明下生产的菱角形导电剂，可以改善了锂离子电池的极片的吸液性能，使锂离子电池循环使用寿命得到很大提高，可达十年以上，非常适合于蓄能电站，通讯基站的方面的应用。

Description

一种改善锂离子电池极片吸液性能的菱角形导电剂制造方法
技术领域
本发明涉及一种改善锂离子电池极片吸液性能的菱角形导电剂制造方法，应用于蓄能锂离子电池的生产。    
 背景技术
锂离子电池制造过程中极片涂布后必须进行辊压，如图2，辊压时过大的压实会破坏极片的吸液能力，原因是极片压实越大，极片的空穴越差，吸液就越难。现有的锂离子电池为了得到高容量和长循环寿命，常采取下列方法：① 增加导电剂用量（指导电碳黑），而现有的导电碳黑通常为纳米级的球形颗粒，或纳米级的纤维形状。② 降低压实密度，以改善吸液性能：这样的结果是增电剂增加（即表面积加大）影响正极材料的发挥，降低压实密度，即影响负极材料的覆料量，无法做出高容量。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种改善锂离子电池极片吸液性能的菱角形导电剂制造方法，有助于改变现有锂电池生产过程中导电剂的缺陷，从而改善锂离子电池的极片的吸液性能，使锂离子电池循环使用寿命得到很大提高。
本发明的特征在于：一种改善锂离子电池极片吸液性能的菱角形导电剂制造方法，其特征在于，按如下步骤制造：
① 先将天然石墨或人造石墨高速研磨成D50=0.1~2μm的小颗粒，简称为A；
② 将高熔点树脂研磨成D50=0.1~2μm的粉末，简称为B；
③ 将A+B=6:4的比例放到搅拌罐中混溶，简称为C；
④ 将C放置在烘箱里加热至300℃-400℃，进行碳化1至720小时，简称为D；
⑤ 将D进行2500℃以上的高温石墨化，进行碳化1至1000小时，简称为E；
⑥ 将E按每分钟1至20度的温度冷却后放入多菱形磨块的粉碎机中碎化，即得到了软、硬合适的菱形导电剂，粒径在0.1至3微米。
本发明的优点：
本发明下生产的的菱角形导电剂，可以改善了锂离子电池的极片的吸液性能，使锂离子电池循环使用寿命得到很大提高，可达十年以上，非常适合于蓄能电站，通讯基站的方面的应用。
附图说明
图1为本发明实施例下生产的导电剂工作原理示意图。
图2为目前已知技术生产的导电剂工作原理示意图。
其中：1-石墨；2-CMC；3-菱形导电剂。
具体实施方式
本发明涉及一种改善锂离子电池极片吸液性能的菱角形导电剂制造方法，按如下步骤制造：
① 先将天然石墨或人造石墨高速研磨成D50=0.1~2μm的小颗粒，简称为A；
② 将高熔点树脂研磨成D50=0.1~2μm的粉末，简称为B；
③ 将A+B=6:4的比例放到搅拌罐中混溶，简称为C；
④ 将C放置在烘箱里加热至300℃-400℃，进行碳化1至720小时，简称为D；
⑤ 将D进行2500℃以上的高温石墨化，进行碳化1至1000小时，简称为E；
⑥ 将E按每分钟1至20度的温度冷却后放入多菱形磨块的粉碎机中碎化，即得到了软、硬合适的菱形导电剂，粒径在0.1至3微米。
具体实施过程：
按如下步骤进行制造特定颗粒大小的菱形导电剂，① 先将天然石墨或人造石墨高速研磨成D50=1.5μm的小颗粒，简称为A；
② 将高熔点树脂研磨成D50=1.5μm的粉末，简称为B；
③ 将A+B=6:4的比例放到搅拌罐中混溶，简称为C；
④ 将C放置在烘箱里加热至350℃，进行碳化，控制碳化时间在8~12小时，简称为D；
⑤ 将D控制在2600℃左右的温度下进行高温石墨化，控制石墨化时间在8~12小时，简称为E；
⑥ 将E按照每分钟10度的温度冷却至室温后，放入多菱形磨块的粉碎机中碎化，即得到了软、硬合适且粒径在1μm的菱形导电剂。尽量选择表面锋利，粒度小于5μm，硬度强的菱形导电剂。
参考图1，辊压让部分角形导电剂的菱角冲破CMC的包覆后与相邻的石墨粒接触，形成导电链，因极片的压实越大，导电链的形成就越好，电池内阻就越低，
因负极材料石墨本来是导体，但CMC是不导电体，由于在搅拌的过程中，通过CMC包覆在石墨的表面，把石墨粒子的外围都给包覆后变成了不导体，这样，极片必须进行辊压，让部分石墨表面的菱角冲破CMC的包覆后与相邻的石墨粒接触，才能形成导电链，因极片的压实越大，导电链的形成就越好，电池内阻就越低，但是过大的压实又破坏了极片的吸液能力，由于极片压实越大，极片的空穴越差，吸液就越难，而采用菱角形导电剂，就能解决这个问题。
这样压实不必过大，极片的导电链非常完整，电池内阻非常低，而且不影响电池的吸液能力。
实际就是钉子轧破轮胎的原理一样。
其次，菱角形导电剂的加入即使加大了加实密度，也能保证极片有足够的吸液能力（即空穴率也很高）。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种改善锂离子电池极片吸液性能的菱角形导电剂制造方法，其特征在于，按如下步骤制造：
① 先将天然石墨或人造石墨高速研磨成D50=0.1~2μm的小颗粒，简称为A；
② 将高熔点树脂研磨成D50=0.1~2μm的粉末，简称为B；
③ 将A:B=6:4的比例放到搅拌罐中混溶，简称为C；
④ 将C放置在烘箱里加热至300℃-400℃，进行碳化8至12小时，简称为D；
⑤ 将D进行2500℃以上的高温石墨化，进行石墨化8至12小时，简称为E；
⑥ 将E按每分钟1至20度的温度冷却后放入多菱形磨块的粉碎机中碎化，即得到了软、硬合适的菱形导电剂，粒径在0.1至3微米。
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