CN104821391A - 一种倍率型锂离子电池的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种倍率型锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：1）、油性纳米导电底涂液的配制、2）成膜剂分散液的配制、2）层状极片的制作。本发明，其制备出的锂离子电池具有倍率性能佳，循环性能优异及其安全性能高等特性，尤其适合于数码通讯领域锂离子电池的使用。

Description

一种倍率型锂离子电池的制备方法
技术领域
    本发明属于锂离子电池制作领域，具体的说是通过极片表面处理提高锂离子电池的倍率性能。
背景技术
锂离子电池是近几年发展起来的一种新型储能电池，并以其能量密度高、循环寿命长、环境友好等优点而受到越来越多人们的关注。而影响锂离子电池普及应用的因素很多，比如续航里程、成本、充电、安全性能及其爬坡性能。而电池的倍率性能又是影响电池爬坡性能的关键因素，而提高电池倍率型能的方法很多，比如选择倍率性正负极材料、电解液及其优化电池设计，虽然这些方法在提高电池的倍率性能方面效果良好，但是存在电池的大电流放电过程中，电池的温度升高，影响电池的安全性能。因此开发出一种兼顾电池倍率性能的同时，又不降低电池的安全性能显得非常必要。
发明内容
为了解决现有技术存在不能兼顾电池倍率性能和安全性能的缺点，本发明的目的在于提供一种倍率性能佳和安全性能高的锂离子电池。是通过对正极极片进行表面处理，形成复合层正极极片，以提高电池的倍率性能和安全性能。其主要通过凹版印刷技术和静电纺丝技术制备出层状极片，内层为集流体、第一层为纳米导电底涂层、第二层为活性物质层、外层为成膜层，
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种倍率型锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：1）、油性纳米导电底涂液的配制、2）成膜剂分散液的配制、2）层状极片的制作；其特征在于：
1）、油性纳米导电底涂液的配制：取油性溶剂1份、粘结剂0.03～0.06份，搅拌均匀得到均一、稳定的粘结剂体系；之后添加粉体纳米导电碳复合导电剂0.03~0.06份；再采用超声波超声分散2小时，最后加入油性溶剂调整粘度，得到油性纳米导电底涂液A；
所述的粘结剂为聚偏氟乙烯，其分子量为100~110万，油性溶剂为NMP，纯度大于98%。
所述的纳米导电碳复合导电剂是由空心碳球、炭黑、SP组成，其比例为：（0.01~0.1）：（0.5~1）：1。
    2）、成膜剂分散液的配制：成膜剂1份，粘结剂B0.05~2份；超声分散2小时，得到均一稳定的成膜剂分散液B；粘结剂为：聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸中的任一种；成膜剂为：δ-戊内酯、γ-戊内酯、γ- 己内酯、ε- 己内酯中的一种。
3）、层状极片的制作：通过凹版印刷技术，在内层集流体表面涂覆油性纳米导电底涂液A形成极卷A，并进行干燥；之后再通过涂布机在极卷A表面涂覆正极浆料，得到正极极卷B，并进行干燥；之后在露点-℃60的环境下，通过静电纺丝技术：将成膜剂分散液B喷涂在正极极卷B表面，干燥完毕后，形成正极极卷C；最后在正极极卷C极耳处涂覆绝缘涂层，最后得到正极极卷D，制备出2.5Ah软包电池。
    所述的静电纺丝技术电压为2~20KV。
本发明，1）制备的电池内阻小、粘附力强、导电性好、压实密度大，尤其对电池的大倍率放电具有明显的效果。并根据电池设计的要求，依据底涂液的粘度涂敷出不同厚度的导电集流体，提高了电池的不同性能；2）在活性物质表面涂覆成膜剂，其与电解液具有较强的相容性，降低电池极化，从而提高电池在大倍率放电过程中的局部产热，降低电池安全隐患；3）凹版印刷技术和静电纺丝技术可以进行控制涂覆厚度，并增加涂覆厚度，对电池的体积能量密度影响不大，但是涂覆层可以大幅度降低电池内阻，降低热量产生，提高电池安全性能。
附图说明
图1是实施例1的倍率放电曲线。
具体实施方式
实施例1：
一种倍率型锂离子电池的制备方法，由以下步骤：
1、称取1000克N-甲基吡咯烷酮NMP作为油性溶剂、35克聚偏二氟乙烯PVDF作为粘结剂，搅拌均匀得到均一、稳定的粘结剂体系；之后添加44克的纳米导电碳复合导电剂（空心碳球2g，炭黑7g，SP35g），并再采用超声波超声分散2小时，最后加入质量为300克NMP调整粘度，并最终得到粘度在2000mPas的油性纳米导电底涂液A。
2、称取δ-戊内酯20g并添加到100g聚偏二氟乙烯中，超声分散2小时，得到均一稳定的成膜剂分散液B。
3、通过凹版印刷技术，在铝箔集流体表面涂覆油性纳米导电底涂液A（厚度为1μm），并进行干燥；之后再通过涂布机在极卷A表面涂覆磷酸铁锂正极浆料（厚度为180μm），得到正极极卷B，并进行干燥；之后在露点-℃60的环境下，通过静电纺丝技术（电压10KV）将成膜剂分散液B喷涂在正极极卷B表面，干燥完毕后，形成正极极卷C；最后在正极极卷C极耳处涂覆绝缘涂层，最后得到正极极卷D，制备出2.5Ah软包电池。
图1是实施例1的倍率放电曲线。
实施例2：
1、称取1000克N-甲基吡咯烷酮NMP作为油性溶剂、30克聚偏二氟乙烯PVDF作为粘结剂，搅拌均匀得到均一、稳定的粘结剂体系；之后添加30克的纳米导电碳复合导电剂（空心碳球2g，炭黑9g，SP19g），并再采用超声波超声分散2小时，最后加入质量为100克NMP调整粘度，并最终得到粘度在1000 mPa·s的油性底涂液A。
2、称取δ-戊内酯100g并添加到100g聚偏二氟乙烯中，超声分散2小时，得到均一稳定的成膜剂分散液B。
3、通过凹版印刷技术，在铝箔集流体表面涂覆油性底涂液A（厚度为2μm），并进行干燥；之后再通过涂布机在极卷A表面涂覆磷酸铁锂正极浆料（厚度为200μm），得到正极极卷B，并进行干燥；之后在露点-50℃的环境下，通过静电纺丝技术（电压2KV）将成膜剂分散液B喷涂在正极极卷B表面，干燥完毕后，形成正极极卷C；最后在正极极卷C极耳处涂覆绝缘涂层，最后得到正极极卷D；
实施例3：
   1、称取1000克N-甲基吡咯烷酮NMP作为油性溶剂、60克聚偏二氟乙烯PVDF作为粘结剂，搅拌均匀得到均一、稳定的粘结剂体系；之后添加60克的纳米导电碳复合导电剂（空心碳球2g，炭黑29g，SP29g），并再采用超声波超声分散2小时，最后加入质量为100克NMP调整粘度，并最终得到粘度在3000mPas的油性纳米导电底涂液A。
2、称取δ-戊内酯100g并添加到200g聚偏二氟乙烯中，超声分散2小时，得到均一稳定的成膜剂分散液B。
3）、通过凹版印刷技术，在铝箔集流体表面涂覆油性纳米导电底涂液A（厚度为1μm），并进行干燥；之后再通过涂布机在极卷A表面涂覆磷酸铁锂正极浆料（厚度为160μm），得到正极极卷B，并进行干燥；之后在露点-50℃的环境下，通过静电纺丝技术（电压2KV）将成膜剂分散液B喷涂在正极极卷B表面，干燥完毕后，形成正极极卷C；最后在正极极卷C极耳处涂覆绝缘涂层，最后得到正极极卷D；
以实施例1~3制备的正极极片为正极材料，石墨为负极材料，电解液为1.0mol/L LiPF6/EC+DEC（VEC∶VDEC=1∶1）（EC：碳酸乙烯酯，DEC：碳酸二乙酯），隔膜为美国Celgard 2300隔膜，制得的2.5Ah锂离子电池A，作为对比例，以未处理的正极极片作为正极，其它相同，制备出电池B。其性能详见下表1，倍率曲线详见图1。
表1、实施例及对比例中锂离子电池倍率性能的比较

Claims (4)

1.一种倍率型锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：1）、油性纳米导电底涂液的配制、2）成膜剂分散液的配制、2）层状极片的制作；其特征在于：
1）、油性纳米导电底涂液的配制：取油性溶剂1份、粘结剂0.03～0.06份，搅拌均匀得到均一、稳定的粘结剂体系；之后添加粉体纳米导电碳复合导电剂0.03~0.06份；再采用超声波超声分散2小时，最后加入油性溶剂调整粘度，得到油性纳米导电底涂液A；
    2）、成膜剂分散液的配制：成膜剂1份，粘结剂B0.05~2份；超声分散2小时，得到均一稳定的成膜剂分散液B；粘结剂为：聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸中的任一种；成膜剂为：δ-戊内酯、γ-戊内酯、γ- 己内酯、ε- 己内酯中的一种；
3）、层状极片的制作：通过凹版印刷技术，在内层集流体表面涂覆油性纳米导电底涂液A形成极卷A，并进行干燥；之后再通过涂布机在极卷A表面涂覆正极浆料，得到正极极卷B，并进行干燥；之后在露点-℃60的环境下，通过静电纺丝技术：将成膜剂分散液B喷涂在正极极卷B表面，干燥完毕后，形成正极极卷C；最后在正极极卷C极耳处涂覆绝缘涂层，最后得到正极极卷D，制备出2.5Ah软包电池。
2.    根据权利要求书1所述的一种倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）的粘结剂为聚偏氟乙烯，其分子量为100~110万，油性溶剂为NMP，纯度大于98%。
3.根据权利要求书1所述的一种倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）的纳米导电碳复合导电剂是由空心碳球、炭黑、SP组成，其比例为：（0.01~0.1）：（0.5~1）：1。
4.根据权利要求书1所述的一种倍率型锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述步骤3）的静电纺丝技术电压为2~20KV。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106784857A (zh) * 2017-01-06 2017-05-31 深圳市德方纳米科技股份有限公司 一种锂离子电池用水系底涂集流体及其制备方法和应用
CN114824171A (zh) * 2022-05-05 2022-07-29 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种多层电池极片的制备方法及多层电池极片

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101271972A (zh) * 2008-04-30 2008-09-24 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池夹心电极片及其制备方法
CN101510598A (zh) * 2009-03-26 2009-08-19 华南师范大学 改善电极电解液界面相容性的锂离子电池电极及其制备方法与应用
CN102295898A (zh) * 2011-06-08 2011-12-28 丁建民 一种铝箔预涂纳米导电碳底涂液的配置及其涂敷的方法
CN103928657A (zh) * 2014-04-30 2014-07-16 泉州劲鑫电子有限公司 一种高功率锂离子电池极片及其制备工艺
CN104332588A (zh) * 2014-08-21 2015-02-04 中航锂电（洛阳）有限公司 一种高安全性锂离子电池负极极片、制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101271972A (zh) * 2008-04-30 2008-09-24 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池夹心电极片及其制备方法
CN101510598A (zh) * 2009-03-26 2009-08-19 华南师范大学 改善电极电解液界面相容性的锂离子电池电极及其制备方法与应用
CN102295898A (zh) * 2011-06-08 2011-12-28 丁建民 一种铝箔预涂纳米导电碳底涂液的配置及其涂敷的方法
CN103928657A (zh) * 2014-04-30 2014-07-16 泉州劲鑫电子有限公司 一种高功率锂离子电池极片及其制备工艺
CN104332588A (zh) * 2014-08-21 2015-02-04 中航锂电（洛阳）有限公司 一种高安全性锂离子电池负极极片、制备方法和应用

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106784857A (zh) * 2017-01-06 2017-05-31 深圳市德方纳米科技股份有限公司 一种锂离子电池用水系底涂集流体及其制备方法和应用
CN106784857B (zh) * 2017-01-06 2020-04-07 深圳市德方纳米科技股份有限公司 一种锂离子电池用水系底涂集流体及其制备方法和应用
CN114824171A (zh) * 2022-05-05 2022-07-29 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种多层电池极片的制备方法及多层电池极片
CN114824171B (zh) * 2022-05-05 2024-02-02 浙江锋锂新能源科技有限公司 一种多层电池极片的制备方法及多层电池极片

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