CN105609701A - 一种锂电池正极片材料的制备方法及锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池正极片材料的制备方法及锂电池。制备方法通过将固体的导电剂和正极活性物质都分别配置成悬浊液，然后再将将导电剂悬浊液与正极活性物质悬浊液混合真空搅拌以形成正极片材料混合液体。通过上述方式，本发明能够使导电剂充分分散到正极活性物质中，并且还能极大缩短制备正极片材料的时间且能够提高锂电池容量。

Description

一种锂电池正极片材料的制备方法及锂电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，特别是涉及一种锂电池正极片材料的制备方法及锂电池。
背景技术
锂电池的容量及电性能等主要取决于正极片配方、正负极片的配对设计和锂电池的生产工艺控制等，正极片的配方包括各组分的比率、各组分配制及总的组分混合等。锂电池正极片材料是用于形成锂电池正极片的材料。通常情况下，锂电池正极片材料由导电剂、正极活性物质以及粘合剂组成，常规的配置方法是将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮形成粘合剂，然后将正极活性物质以及导电剂加入到粘合剂中混合真空搅拌以形成正极片材料混合液体。正极片材料经过涂布到铝箔表面烘干，再经过辊压、分切，正极片与负极片、隔膜纸卷绕或叠片及其它一系列工序，制作出锂电池。
但是正极片材料这样的配置方式，由于导电剂的粒度小、表面积大，容易团聚，导电剂不能很好的分散，从而导致不能很好的发挥导电作用，一般采用多加导电剂的方式克服上述缺陷，由于导电剂表面积大需要增加粘合剂，活性物质的相对用量减少，不仅电池容量变小，而且又会带来影响活性物质的电性能发挥和影响正极片的制作、锂电池极片配对设计及锂电池性能等一系列问题。并且上述的配置方式需要长时间的搅拌才能最终得到正极片材料。
发明内容
本发明主要解决的技术问题如何提供一种锂电池正极片材料混合液体的制备方法，从而能够使导电剂充分分散，又能极大缩短制备正极片材料混合液体的时间。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种锂电池正极片材料混合液体的制备方法，所说方法包括：将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮形成混合溶液，并将所述混合溶液分成第一溶液和第二溶液；将导电剂溶于所述第一溶液配置成导电剂悬浊液；将正极活性物质溶于第二溶液配置成正极活性物质悬浊液；将所述导电剂悬浊液与所述正极活性物质悬浊液混合，真空搅拌得到所述锂电池正极片材料。
其中，将所述导电剂的悬浊液的浓度为1-10％的悬浊液。
其中，将第一溶液按溶液：溶剂＝1：0.5～2的质量比稀释，再将乳化剂和所述导电剂溶于稀释后的所述第一溶液配置成导电剂悬浊液。
其中，所述乳化剂为非离子型亲油性乳化剂。
其中，所述乳化剂为单硬脂酸甘油脂。
其中，所述导电剂为碳纳米管以及导电碳黑中的至少一种，所述正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂以及三元材料中的至少一种。
其中，将所述导电剂悬浊液与所述正极活性物质悬浊液混合，真空搅拌0.5～2小时得到锂电池正极片材料。
其中，正极活性物质：导电剂：聚偏氟乙烯：N-甲基吡咯烷酮的质量比为100:1.5～2.5:1.5～2.5:100～250。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种锂电池，所说锂电池的正极片由上述制备方法制备得到的正极片材料经过加工形成。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过将固体的导电剂和正极活性物质都分别先溶于溶剂形成悬浊液，然后分别将导电剂的悬浊液和正极活性物质的悬浊液混合真空搅拌以形成正极片材料。通过这样的方式，导电剂和正极材料与粘合剂的混合方式由原来的固液混合变成液液混合，导电剂能够分散的更加均匀，并且极大的缩短搅拌时间，使得制备正极片材料的时间大大缩短，提高了锂电池正极片活性物质的利用率和电性能的稳定发挥。并且利用该方法制备的锂电池正极片材料制备锂电池，可以方便正极片的制作、锂电池生产工艺控制、锂电池极片配对设计以及锂电池性能发挥等。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种锂电池正极片材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种锂电池正极片材料的制备方法的流程图，如图所示，本实施例的锂电池正极片材料的制备方法包括以下步骤：
S101：将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮形成混合溶液，并将混合溶液分成第一溶液和第二溶液。
将聚偏氟乙烯溶液N-甲基吡咯烷酮形成混合溶液，作为粘合剂使用。并将混合溶液分成第一溶液和第二溶液，其中，第一溶液和第二溶液的量可以相同也可以不同。
S102：将导电剂溶于第一溶液配置成导电剂悬浊液。
本发明实施例中的导电剂可以是常规锂电池用的导电剂，比如导电碳黑、导电石墨以及碳纳米管等。作为一种优选的实现方案，本发明实施例选用碳纳米管以及导电碳黑作为导电剂。
将导电剂加入第一溶液形成导电剂的悬浊液。作为一种优选的实现方案，将第一溶液以第一溶液：溶剂＝1:0.5～2的质量比进行稀释后，再加入导电剂和乳化剂真空混合搅拌均匀得到1-10％的导电剂的悬浊液。其中，这里的溶剂为N-甲基吡咯烷酮。作为一种更进一步优选的实现方案，将导电剂配置成浓度为3-6％的悬浊液。乳化剂的加入，可以有效促进导电剂的分散，从而可以形成性能稳定的悬浊液，这种悬浊液不仅可以长时间保持混合液的稳定，而且在与正极活性物质悬浊液的混合中，能更好的分散均匀。
作为一种优选的实现方案，第一溶液与溶剂以1:0.5～1.5的质量比进行稀释后，再加入导电剂和乳化剂。
其中，经2-3小时真空搅拌配制得到导电剂悬浊液。
S103：将正极活性物质溶于第二溶液配制成正极活性物质悬浊液。
本发明实施例中的正极活性物质可以是锂电池常规用的正极材料，比如钴酸锂、锰酸锂以及三元材料等等。
将正极活性物质配置成悬浊液时，正极活性物质：第二溶液以1:1～1.8的质量比进行混合。
其中，经1～3小时真空搅拌得到正极活性物质悬浊液。
其中，需要说明的是，本发明实施例中，上述S101-S103的具体步骤进行先后顺序并没有严格限定，本发明实施例所提供的上述步骤的编号只是为了进行区分，并不用以限定具体步骤执行的先后顺序。在实际过程中，可以根据需要将上述步骤执行的先后顺序进行调整，比如可以分开同时配制两种悬浊液，再将导电剂悬浊液加入到正极活性物质悬浊液中，配制成正极片材料混合液体；也可以先将配置的导电剂悬浊液一次性配好，单独存放，可多次按量取用，在配置正极活性物质悬浊液后，将所需的导电剂悬浊液按量加入配制成正极片材料。本发明对此不进行一一举例说明。
S104：将导电剂溶液与正极材料溶液混合，真空搅拌得到锂电池正极片材料。
其中，经两种悬浊液混和真空搅拌时间0.5～2小时最终得到锂电池正极片材料。
其中，在本发明实施例中，正极活性物质：导电剂：聚偏氟乙烯：N-甲基吡咯烷酮的质量比为100:1.5～2.5:1.5～2.5:100～250。其中，该质量比中的N-甲基吡咯烷酮不包括用于稀释第一溶液的质量。
在以上本发明实施例提供的锂电池正极片材料的制备方法的基础上，本发明进一步提高一种锂电池，该锂电池的正极片是由上述方法制备得到的正极片材料形成。
本发明实施例的上述锂电池正极片材料的制备方法，通过将固体的导电剂和正极活性物质都分别先溶于溶剂形成悬浊液，然后分别将导电剂的悬浊液和正极活性物质的悬浊液混合，真空搅拌以形成正极片材料。通过这样的方式，导电剂和正极活性物质与粘合剂的混合方式由原来的固液混合变成液液混合，导电剂能够分散的更加均匀。现有常规配置正极片材料时需要搅拌8-12小时，而采用本发明的方法配置正极片材料时，只需要搅拌3-5小时即可，从而可以极大的缩短搅拌时间，使得制备正极片材料的时间大大缩短，提高了锂电池正极片材料的生产效率。
并且利用该方法制备的锂电池正极片材料制备锂电池，由于活性物质的相对用量较大，活性物质的电性能发挥增强，不仅锂电池容量增大、锂电池性能提高，而且方便正极片的制作和锂电池极片配对设计。经实验表明，本发明方法制备的锂电池正极片材料用于锂电池，可以将锂电池的容量提高2～5mAh/g正极活性物质。在实际锂电池正极片生产时，由于本发明所用的正极片中，导电剂和粘合剂都较少，极片更易辊压、柔软，极片辊压后反弹少等，方便锂电池生产时的工艺控制和锂电池正负极片配对设计等。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种锂电池正极片材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮形成混合溶液，并将所述混合溶液分成第一溶液和第二溶液；
将导电剂溶于所述第一溶液配置成导电剂悬浊液；
将正极活性物质溶于第二溶液配置成正极活性物质悬浊液；
将所述导电剂悬浊液与所述正极活性物质悬浊液混合，真空搅拌得到所述锂电池正极片材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电剂的悬浊液浓度为1-10％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将第一溶液按溶液：溶剂＝1：0.5～2的质量比稀释，再将乳化剂和所述导电剂溶于稀释后的所述第一溶液配置成导电剂悬浊液。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为非离子型亲油性乳化剂。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为单硬脂酸甘油脂。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电剂为碳纳米管以及导电碳黑中的至少一种，所述正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂以及三元材料中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述导电剂悬浊液与所述正极活性物质悬浊液混合，真空搅拌0.5-2小时得到锂电池正极片材料。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述正极活性物质：导电剂：聚偏氟乙烯：N-甲基吡咯烷酮的质量比为100:1.5～2.5:1.5～2.5:100～250。
9.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池的正极片由上述权利要求1-8任一项所说的制备方法制备得到的正极片材料经过加工形成。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101212045A (zh) * 2006-12-30 2008-07-02 比亚迪股份有限公司 一种锂离子二次电池正极浆料的配料方法
CN101651236A (zh) * 2009-08-31 2010-02-17 杭州万马高能量电池有限公司 可快充的超高倍率磷酸铁锂聚合物锂离子电池及制备方法
CN104538627A (zh) * 2015-01-05 2015-04-22 天津市捷威动力工业有限公司 一种纳米磷酸铁锂正极浆料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101212045A (zh) * 2006-12-30 2008-07-02 比亚迪股份有限公司 一种锂离子二次电池正极浆料的配料方法
CN101651236A (zh) * 2009-08-31 2010-02-17 杭州万马高能量电池有限公司 可快充的超高倍率磷酸铁锂聚合物锂离子电池及制备方法
CN104538627A (zh) * 2015-01-05 2015-04-22 天津市捷威动力工业有限公司 一种纳米磷酸铁锂正极浆料的制备方法

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