CN103943815A - 锂离子电池正极涂布工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池正极涂布工艺，将丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠混合搅拌20—40分钟，再加入正极材料搅拌20—40分钟，最后加入乙炔黑搅拌2小时，静置10分钟后形成膏体，将膏体均匀涂布于涂布基体上，80℃烘干。本发明正极涂布采用水性粘结剂丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠，具有无溶剂释放、符合环境要求、成本低、不燃、使用安全等优点，而且采用水性粘结剂涂布的电极性能与有机溶剂型粘结剂相比并不逊色，其具备的经济环保特点使其有广阔发展前景。

Description

锂离子电池正极涂布工艺
技术领域
本发明涉及电池制造领域，特别是一种锂离子电池正极涂布工艺。
背景技术
锂离子电池具有比能量高、工作电压高、应用温度范围广、自放电率低、循环寿命长、无污染、安全性能好等独特的优势，现已广泛用作袖珍贵重家用电器如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源，并已在航空、航天、航海、人造卫星、小型医疗仪器及军用通讯设备领域中逐步替代传统的电源。电池电极形成方法一般有模压法、烧结法、电沉积法、拉浆法、电磁振动法、成膜法、涂膏法、凝聚法、制膏法、涂布法等方法。涂布法具有操作方便、设备简单等特点。当前在锂离子电池中主要使用有机溶剂型粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)，溶剂为N-甲基吡咯环酮(NMP)等，溶剂的使用比例约等比于所用活性物质的量，不仅生产成本高、回收费用大、严重污染环境、生产现场毒性大，而且在涂布干燥过程中还需防暴处理。另一方面PVDF中含有氟，容易与嵌锂石墨等发生反应，导致锂离子电池性能下降，且因PVDF本身对离子及电子的绝缘特性也影响电池性能的发挥。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极涂布工艺，采用水性粘结剂和膏进行涂布，具有成本低、环保、安全等优点。
为实现上述目的，采用如下技术方案：
锂离子电池正极涂布工艺，其特征在于：将丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠混合搅拌20—40分钟，再加入正极材料搅拌20—40分钟，最后加入乙炔黑搅拌2小时，静置10分钟后形成膏体，将膏体均匀涂布于涂布基体上，80℃烘干。
所述原料的质量分数比为：丁苯橡胶1%—5%，羧甲基纤维素钠0.4%—1.0%，乙炔黑2%—6%，其余为正极材料。
所述正极材料为钴酸锂或钒酸锂。
所述涂布基体为铝箔。
所述膏体的涂布厚度为80—120μm。
本发明的实质性特点和进步是：当前在锂离子电池中正极涂布主要使用有机溶剂型粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)，溶剂为N-甲基吡咯环酮(NMP)等，生产成本高、回收费用大、严重污染环境、生产现场毒性大，而且在涂布干燥过程中还需防暴处理。本发明正极涂布采用水性粘结剂丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠，具有无溶剂释放、符合环境要求、成本低、不燃、使用安全等优点，而且采用水性粘结剂涂布的电极性能与有机溶剂型粘结剂相比并不逊色，其具备的经济环保特点使其有广阔发展前景。 
附图说明
图1是实施例1的首次充放电曲线图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
将丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠混合，质量分数为丁苯橡胶1%，羧甲基纤维素钠0.7%，混合搅拌搅拌30分钟。再行加入正极材料钴酸锂，进行搅拌30分钟，最后加入乙炔黑，乙炔黑质量分数：2%，搅拌2小时。搅拌完毕后静置10分钟后形成膏体，将膏体均匀涂布于铝箔上，涂布厚度为120μm，涂布完毕后将其置于80℃烘箱中烘干即成为正极片。
将正极片组装成电池，对电池进行电化学性能测试，图1为首次充放电曲线图，由图可得，材料的充电和放电曲线各有一平台，充放电性能良好。
实施例2
将丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠混合，质量分数为丁苯橡胶5%，羧甲基纤维素钠1.0%，混合搅拌搅拌40分钟。再行加入正极材料钴酸锂，进行搅拌40分钟，最后加入乙炔黑，乙炔黑质量分数为6%，搅拌2小时。搅拌完毕后静置10分钟后形成膏体，将膏体均匀涂布于铝箔上，涂布厚度为120μm，涂布完毕后将其置于80℃烘箱中烘干即成为正极片。
实施例3
将丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠混合，质量分数为丁苯橡胶3%，羧甲基纤维素钠0.4%，混合搅拌搅拌20分钟。再行加入正极材料钴酸锂，进行搅拌20分钟，最后加入乙炔黑，乙炔黑质量分数为4%，搅拌2小时。搅拌完毕后静置10分钟后形成膏体，将膏体均匀涂布于铝箔上，涂布厚度为80μm，涂布完毕后将其置于80℃烘箱中烘干即成为正极片。
实施例4
将丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠混合，质量分数为丁苯橡胶1%，羧甲基纤维素钠0.4%，混合搅拌搅拌20分钟。再行加入正极材料钴酸锂，进行搅拌20分钟，最后加入乙炔黑，乙炔黑质量分数为2%，搅拌2小时。搅拌完毕后静置10分钟后形成膏体，将膏体均匀涂布于铝箔上，涂布厚度为80μm，涂布完毕后将其置于80℃烘箱中烘干即成为正极片。
实施例5
将丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠混合，质量分数为丁苯橡胶3%，羧甲基纤维素钠0.7%，混合搅拌搅拌20分钟。再行加入正极材料钴酸锂，进行搅拌20分钟，最后加入乙炔黑，乙炔黑质量分数为3%，搅拌2小时。搅拌完毕后静置10分钟后形成膏体，将膏体均匀涂布于铝箔上，涂布厚度为100μm，涂布完毕后将其置于80℃烘箱中烘干即成为正极片。

Claims (5)

1.一种锂离子电池正极涂布工艺，其特征在于：将丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠混合搅拌20—40分钟，再加入正极材料搅拌20—40分钟，最后加入乙炔黑搅拌2小时，静置10分钟后形成膏体，将膏体均匀涂布于涂布基体上，80℃烘干。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极涂布工艺，其特征在于：所述原料的质量分数比为：丁苯橡胶1%—5%，羧甲基纤维素钠0.4%—1.0%，乙炔黑2%—6%,其余为正极材料。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极涂布工艺，其特征在于：所述正极材料为钴酸锂或钒酸锂。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极涂布工艺，其特征在于：所述涂布基体为铝箔。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极涂布工艺，其特征在于：所述膏体的涂布厚度为80—120μm。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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