CN104766945A - 一种锂离子二次电池正极片及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子二次电池正极片及其制作方法。锂离子二次电池正极片包括活性材料钴酸锂或钴酸锂和猛酸锂混合物，碳纳米管，乙炔黑，聚偏氟乙烯粘结剂，氮甲基吡咯烷酮溶剂；所述活性材料钴酸锂或钻酸锂和猛酸锂混合物，碳纳米管，乙炔黑，聚偏氟乙烯粘结剂，氮甲基吡咯烷酮溶剂分别按照质量比为94.5∶1.5∶2∶2∶65配制而成。本发明的正极配方设计，添加了两种高导电剂碳纳米管和乙炔黑，运用碳纳米管的管状结构和乙炔黑的点状导电结构协同作用，提高锂离子在正极材料中的脱嵌速度，从而达到提高电池主材料的克容量发挥和提高电池倍率放电的功效。

Description

一种锂离子二次电池正极片及其制作方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子二次电池正极片及其制作方法。
背景技术
锂离子二次电池的正极和负极材料通常具有层次结构或网状结构，或具有隧道结构的物质，在这种特殊的结构中，允许锂离子进出，本身仅发生相应的膨胀和收缩，而材料结构不会发生不可逆变化。这种电池的正负极采用可供锂离子自由嵌脱的材料，充电时，正极中的锂原子电离成锂离子和电子从晶格中脱嵌，得到外部输入能量的锂离子，在电解质中间负极迁移，并且锂离子和电子在负极上复合成锂原子，重新形成的锂原子插入到负极的层状结构之中，放电时，插入到负极中的锂原子从其内部向负极表面移动，并在负极表面电离成锂离子和电子，锂离子和电子分别通过电解质和负载流向正极，在正极表面复合成锂原子，然后插入正极的层状结构中。
目前市场上的锂离子二次电池的正极采用单碳纳米管，其存在倍率性能差、散热性差、极片的粘附力不好等问题问题。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明的目的旨在提供一种锂离子二次电池正极片以及其制作方法，提高锂离子二次电池材料的容量发挥和锂离子二次电池的倍率放电性能。
为了实现上述技术目的，本发明采取如下方案：
一种锂离子二次电池正极片，其中，正极片包括活性材料钴酸锂或钴酸锂和猛酸锂混合物，碳纳米管，乙炔黑，聚偏氟乙烯粘结剂，氮甲基吡咯烷酮溶剂；所述活性材料钴酸锂或钴酸锂和猛酸锂混合物，碳纳米管，乙炔黑，聚偏氟乙烯粘结剂，氮甲基吡咯烷酮溶剂分别按照质量比为94.5∶1.5∶2∶2∶65配制而成。
进一步，所述碳纳米管平均粒度为1-10nm。
一种锂离子二次电池正极片的制作方法，如下：
S1：先加入聚偏氟乙烯粘结剂和氮甲基吡咯烷酮溶剂并按照质量比为(5～7)∶(95～93)组成放置锂电池搅拌机制成胶液，其中，锂电池搅拌机搅拌时间为：3小时，公转转速为：15～40rpm，自转转速为：1000～2500rpm；
S2：将管状导电剂碳纳米管和点状导电剂乙炔黑按照比例添加到S1步骤继续搅拌，锂电池搅拌机搅拌时间为：2小时，公转转速为：15～40rpm，自转转速为：1000～2500rpm；
S3：往S2步骤的混合物加入活性物质钴酸锂或钴酸锂和猛酸锂混合物中继续搅拌，锂电池搅拌机搅拌时间为：5小时，公转转速为：15～40rpm，自转转速为：1000～2500rpm；
S4：用粘度计测试浆料粘度，粘度范围为4000～6000mPa.s。如若浆料粘度不在范围内，则加入氮甲基吡咯烷酮溶剂继续搅拌，使之符合粘度范围。
本发明的有益效果：本发明的正极配方设计，添加了两种高导电剂碳纳米管和乙炔黑，运用碳纳米管的管状结构和乙炔黑的点状导电结构协同作用，提高锂离子在正极材料中的脱嵌速度，从而达到提高电池主材料的克容量发挥和提高电池倍率放电的功效。同时优化了导电剂、粘结剂和活性物质的比率，在同等正极活性物质含量的情况下，降低了电芯的内阻，提高了电芯的导电性和散热性，进而提高了电芯的倍率性能和安全性能。
具体实施方式
本发明的锂离子二次电池正极片包括活性材料钴酸锂或钴酸锂和猛酸锂混合物，碳纳米管，乙炔黑，聚偏氟乙烯粘结剂，氮甲基吡咯烷酮溶剂。其中，所述碳纳米管平均粒度为1-10nm。所述活性材料钴酸锂或钴酸锂和猛酸锂混合物，碳纳米管，乙炔黑，聚偏氟乙烯粘结剂，氮甲基吡咯烷酮溶剂分别按照质量比为94.5∶1.5∶2∶2∶65配制而成。碳纳米管具有良好的传热性能，具有非常大的长径比，因而其沿着长度方向的热交换性能很高。碳纳米管是在420～450℃下并在H2气氛下，用金属Ni作为催化剂，热解粒状的聚乙烯，合成的。乙炔黑由碳化钙法或石脑油(粗汽油)热解时副产气分解精制得到的纯度99％以上的乙炔，经连续热解后得到的碳黑。
锂离子二次电池正极片的制作方法，如下所述：
S1：先加入聚偏氟乙烯粘结剂和氮甲基吡咯烷酮溶剂并按照质量比为(5～7)∶(95～93)组成放置锂电池搅拌机制成胶液，其中，锂电池搅拌机搅拌时间为：3小时，公转转速为：15～40rpm，自转转速为：1000～2500rpm；
S2：将管状导电剂碳纳米管和点状导电剂乙炔黑按照比例添加到S1步骤继续搅拌，锂电池搅拌机搅拌时间为：2小时，公转转速为：15～40rpm，自转转速为：1000～2500rpm；
S3：往S2步骤的混合物加入活性物质钴酸锂或钴酸锂和猛酸锂混合物中继续搅拌，锂电池搅拌机搅拌时间为：5小时，公转转速为：15～40rpm，自转转速为：1000～2500rpm；
S4：用粘度计测试浆料粘度，粘度范围为4000～6000mPa.s。如若浆料粘度不在范围内，则加入氮甲基吡咯烷酮溶剂继续搅拌，使之符合粘度范围。
如下表为采用本发明的正极配方设计而生成的正极片和市场上的正极片在倍率性上的对比
很明显，采用本发明的正极片配方比而制成的正极片的倍率性比市场普通正极片的百分比高和随着电流增大，倍率性变化小和稳定。
上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本发明范围内，进行的各种改进和变化，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种锂离子二次电池正极片，其特征在于：正极片包括活性材料钴酸锂或钴酸锂和猛酸锂混合物，碳纳米管，乙炔黑，聚偏氟乙烯粘结剂，氮甲基吡咯烷酮溶剂；所述活性材料钴酸锂或钴酸锂和猛酸锂混合物，碳纳米管，乙炔黑，聚偏氟乙烯粘结剂，氮甲基吡咯烷酮溶剂分别按照质量比为94.5∶1.5∶2∶2∶65配制而成。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子二次电池正极片，其特征在于：所述碳纳米管平均粒度为1-10nm。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种锂离子二次电池正极片的制作方法，其特征在于：
S1：先加入聚偏氟乙烯粘结剂和氮甲基吡咯烷酮溶剂并按照质量比为(5～7)：(95～93)组成放置锂电池搅拌机制成胶液，其中，锂电池搅拌机搅拌时间为：3小时，公转转速为：15～40rpm，自转转速为：1000～2500rpm；
S2：将管状导电剂碳纳米管和点状导电剂乙炔黑按照比例添加到S1步骤继续搅拌，锂电池搅拌机搅拌时间为：2小时，公转转速为：15～40rpm，自转转速为：1000～2500rpm；
S3：往S2步骤的混合物加入活性物质钴酸锂或钴酸锂和猛酸锂混合物中继续搅拌，锂电池搅拌机搅拌时间为：5小时，公转转速为：15～40rpm，自转转速为：1000～2500rpm；
S4：用粘度计测试浆料粘度，粘度范围为4000～6000mPa.s。如若浆料粘度不在范围内，则加入氮甲基吡咯烷酮溶剂继续搅拌，使之符合粘度范围。
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