CN105449167A - 一种用碳纳米管纸作集流体的锂离子电池正极极片的制备方法 - Google Patents

一种用碳纳米管纸作集流体的锂离子电池正极极片的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种用碳纳米管纸作集流体的锂离子电池正极极片的制备方法，其特征是按以下步骤：称取一定量的碳纳米管，用少量无水乙醇润湿并加入与之成10wt.%的分散剂十二烷基硫酸钠，滴加去离子水后，在乳化剪切机上剪切30分钟，之后加入纸纤维，用高速剪切机剪切30分钟，再将分散好的碳纳米管悬浮液真空抽滤，真空干燥，最后在做好的碳纳米管导电纸表面涂覆正极活性材料。本发明的优点是用碳纳米管导电纸做电池的正极集流体，代替传统铝箔集流体，增大正极活性材料与集流体的接触面积，增加离子通道，且碳纳米管导电纸的粗糙表面使得活性材料不易脱落，从而加强了电池的放电循环性能。

Description

一种用碳纳米管纸作集流体的锂离子电池正极极片的制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种碳纳米管纸为集流体的以三元为正极活性材料的锂离子电池。
背景技术
由于锂电池具有工作电压高、能量密度大、自放电率低，可循环使用等特点而成为当今移动设备领域使用最广泛的电源。而随着电子设备的不断更新和发展，人们对锂电池的要求不断在提高，质量更轻，能量更高，更加环保等是人们对锂电池的发展前景的向往。为了实现人们对锂电池的要求，科学人员把目标集中在开发比容量更高、工作电压更高、能量密度更高的正极材料。而忽略了集流体对锂离子电池容量的潜在影响。
传统的锂电池正极集流体是多为铜箔和铝箔，然而铝、铜箔作为集流体对于电池的容量没有任何贡献。碳纳米管纸强度、韧性、吸附性性能良好，电阻低，相比铜箔集流体，其表面结构可有效保证负极材料与碳纳米管导电纸集流体间的紧密接触，减少界面电阻，增加电子传导通道。这些特点使得碳纳米管纸有望替代传统铜箔、铝箔成为新一代锂离子电池用集流体。
发明内容
本发明的目的是提出一种用碳纳米管纸作集流体的锂离子电池正极极片的制备方法，用碳纳米管导电纸和三元材料制成的极片，将其作为锂电池正极集流极。
本发明技术方案如下。
本发明所述的一种用碳纳米管纸作集流体的锂离子电池正极极片的制备方法，按以下步骤：称取一定量的碳纳米管，用少量无水乙醇润湿并加入与之成10wt.%的分散剂十二烷基硫酸钠（SDS），滴加去离子水后，在乳化剪切机上剪切30分钟，之后加入纸纤维，用高速剪切机剪切30分钟，再将分散好的碳纳米管悬浮液真空抽滤，真空干燥，最后在做好的碳纳米管导电纸表面涂覆正极活性材料。
锂离子电池的制备：在碳纳米管纸单面涂覆一层三元（镍钴锰酸锂）材料，经真空干燥后用对辊机轧平，用切片机裁切成正极极片，在铜箔表面涂覆石墨制成负极极片，然后依次将正极极片、聚丙烯（PP）或聚乙烯（PE）隔膜、负极极片、电池壳组装，制成锂离子电池。
本发明所述的正极极片为碳纳米管纸上涂有正极活性材料的正极片。
本发明所述的正极活性材料优选三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂或钴酸锂。
本发明的优点是用碳纳米管导电纸做电池的正极集流体，代替传统铝箔集流体，增大正极活性材料与集流体的接触面积，增加离子通道，且碳纳米管导电纸的粗糙表面使得活性材料不易脱落，从而加强了电池的放电循环性能。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
取0.5g碳纳米管，用少量无水乙醇润湿，并加入0.3%分散剂SDS，加入1g纸纤维，100ml去离子水，使其在乳化剪切机上剪切30分钟，完后加入纸纤维高速剪切30分钟，进行真空抽滤，最后真空干燥，得到碳纳米管纸。在做好的碳纳米管纸表面涂覆一层3μm厚的三元活性材料浆料，真空干燥后用对辊机轧平，并冲裁成极片，作为正极。在铜箔表面涂覆石墨浆料制成负极极片，最后依次将正极极片、PP隔膜、负极极片，电池壳组装，制成锂离子电池。
实施例2。
取1g碳纳米管，用少量无水乙醇润湿，并加入0.5%分散剂SDS，加入加入1.5g纸纤维，200ml去离子水，使其在乳化剪切机上剪切50分钟，完后加入纸纤维高速剪切50分钟，进行真空抽滤，最后真空干燥，得到碳纳米管导电纸。在做好的碳纳米管导电纸表面涂覆一层5μm后的，三元活性材料浆料，真空干燥后用对辊机轧平，并冲裁成极片，作为正极。在铜箔表面涂覆石墨浆料制成负极极片，最后依次将正极极片、PE隔膜、负极极片，电池壳组装，制成锂离子电池。
实施例3。
取1.5g碳纳米管，用少量无水乙醇润湿，并加入1%分散剂SDS，加入1.5g纸纤维，200ml去离子水，使其在乳化剪切机上剪切60分钟，完后加入纸纤维高速剪切60分钟，进行真空抽滤，最后真空干燥，得到碳纳米管导电纸。在做好的碳纳米管导电纸表面涂覆一层8μm厚的三元活性材料浆料，真空干燥后用对辊机轧平，并冲裁成极片，作为正极。在铜箔表面涂覆石墨浆料制成负极极片，最后依次将正极极片、PE隔膜、负极极片，电池壳组装，制成锂离子电池。
实施例4。
取3g碳纳米管，用少量无水乙醇润湿，并加入1.5%分散剂SDS，加入5g纸纤维，500ml去离子水，使其在乳化剪切机上剪切80分钟，完后加入纸纤维高速剪切80分钟，进行真空抽滤，最后真空干燥，得到碳纳米管导电纸。在做好的碳纳米管导电纸表面涂覆一层3μm厚的钴酸锂活性浆料，真空干燥后用对辊机轧平，并冲裁成极片，作为正极。在铜箔表面涂覆石墨浆料制成负极极片，最后依次将正极极片、PP隔膜、负极极片，电池壳组装，制成锂离子电池。

Claims (2)

1.一种用碳纳米管纸作集流体的锂离子电池正极极片的制备方法，其特征是按以下步骤：称取一定量的碳纳米管，用少量无水乙醇润湿并加入与之成10wt.%的分散剂十二烷基硫酸钠，滴加去离子水后，在乳化剪切机上剪切30分钟，之后加入纸纤维，用高速剪切机剪切30分钟，再将分散好的碳纳米管悬浮液真空抽滤，真空干燥，最后在做好的碳纳米管导电纸表面涂覆正极活性材料。
2.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征是所述的正极活性材料为三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂或钴酸锂。
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