CN106252666A - 一种锂离子电池负极集流体的制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池负极集流体的制备方法 Download PDF

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宫璐
陶静
张俊
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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池负极集流体的制备方法，包括以下步骤：选取铜箔，在铜箔的两面分别涂覆涂碳层，其中，铜箔的厚度为8~15μm，涂碳层的双层厚度为1.5~3.5μm，涂碳层的单面面密度为0.5~0.7g/m²。本发明采用涂碳铜箔作为负极集流体不但可以提高负极材料的粘结性，而且使用了导电涂层还可以有效降低负极材料与集流体之间的接触内阻，进而减小电池内阻，提高电池倍率性能。

Description

一种锂离子电池负极集流体的制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池制造技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极集流体的制备方法。
背景技术
锂离子电池由于工作电压高、能量密度大、自放电率小、稳定环保等方面的优势，目前在数码产品电源、汽车动力电池以及大型储能电池等方面扮演者及其重要的角色。从目前的情况来看，主流的锂离子电池负极主要应用的材料为石墨，因为其无毒、对环境友好、原材料来源丰富，而且价格低廉、比能量高和热稳定性好，是目前最理想的材料，但因为石墨材料本身的性质特征，决定其在电池制备过程中有一定的缺陷，主要表现为：（1）比表面积大，合浆时分散困难，容易出现颗粒；（2）极片粘结性差，易掉料，且极片容易吸水；（3）密度小，造成电池体积容量差等等，这些直观问题都在一定程度上阻碍了石墨负极的容量发挥，故需要对电池工艺深入研究，解决上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池负极集流体的制备方法，该方法可以增加集流体与负极材料和导电剂的粘结性，并可以降低集流体和负极材料的接触内阻，从而减小电池内阻，提高电池综合性能。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种锂离子电池负极集流体的制备方法，包括以下步骤：选取铜箔，在铜箔的两面分别涂覆涂碳层，其中，铜箔的厚度为8~15μm，涂碳层的双层厚度为1.5~3.5μm，涂碳层的单面面密度为0.5~0.7g/m²。
所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，所述涂碳层的涂碳浆料采用含碳导电浆料母液通过稀释制备得到。
所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，所述涂碳浆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取一定量含碳导电浆料母液，通过搅拌混合浆液，搅拌速度为20~25Hz，搅拌时间25～40min。
（2）加入混合均匀的醇类水溶液，以20~25Hz的搅拌速度搅拌30～45min min。
（3）以20～35Hz的搅拌速高速搅拌35～50 min。
（4）以10～20Hz的搅拌速度匀浆料20～40 min后，得到所需的涂碳浆料。
所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，所述含碳导电浆料母液固含量为18～24％。
所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，所述醇类水溶液为异丙醇水溶液，其中异丙醇与水的比例为1:1.5～2。
所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，所述水为去离子水，其电导率小于或等于25us/cm。
所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，所述涂碳浆料出料固含量为10～20%，其粘度为60~160mPa·s。
所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，所述涂碳铜箔的厚度为10μm，涂碳层的双层厚度为3μm，涂碳层的单面面密度为0.6g/m²
由上述技术方案可知，本发明采用涂碳铜箔作为负极集流体不但可以提高负极材料的粘结性，而且使用了导电涂层还可以有效降低负极材料与集流体之间的接触内阻，进而减小电池内阻，提高电池倍率性能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明应用在电池上且电池不同倍率充电曲线图；
图3 为本发明应用在电池上且电池不同倍率放电曲线图；
图4为本发明应用在电池上且电池循环400周曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
实施例1
（1）称取一定量固含量为18％的含碳导电浆料母液，通过搅拌混合浆液，搅拌速度为20Hz，搅拌时间25min；
（2）加入混合均匀的异丙醇水溶液，以20Hz的搅拌速度搅拌30min，其中异丙醇与水的比例为1:1.5，水为电导率为20us/cm的去离子水。
（3）以20Hz的搅拌速高速搅拌35 min；
（4）以10Hz的搅拌速度匀浆料20 min后，得到固含量为10%，其粘度为60mPa·s的涂碳浆料。
（5）选取铜箔1，在铜箔1的两面分别均匀涂覆涂碳浆料制成涂碳层2，完成电池负极集流体的制备，其中，铜箔1的厚度为8μm，涂碳层2的双层厚度为1.5μm，涂碳层2的单面面密度为0.5g/m²。
实施例2
（1）称取一定量固含量为24％的含碳导电浆料母液，通过搅拌混合浆液，搅拌速度为25Hz，搅拌时间40min；
（2）加入混合均匀的异丙醇水溶液，以25Hz的搅拌速度搅拌45min，其中异丙醇与水的比例为1:2，水为电导率为25us/cm的去离子水。
（3）以35Hz的搅拌速高速搅拌50 min；
（4）以20Hz的搅拌速度匀浆料40 min后，得到固含量为20%，其粘度为160mPa·s的涂碳浆料。
（5）选取铜箔1，在铜箔1的两面分别均匀涂覆涂碳浆料制成涂碳层2，完成电池负极集流体的制备，其中，铜箔1的厚度为15μm，涂碳层2的双层厚度为3.5μm，涂碳层的单面面密度为0.7g/m²。
实施例3
（1）称取一定量固含量为24％的含碳导电浆料母液，通过搅拌混合浆液，搅拌速度为23Hz，搅拌时间35min；
（2）加入混合均匀的异丙醇水溶液，以23Hz的搅拌速度搅拌40min，其中异丙醇与水的比例为1:1.5，水为电导率为15us/cm的去离子水。
（3）以30Hz的搅拌速高速搅拌45 min；
（4）以15Hz的搅拌速度匀浆料30 min后，得到固含量为15%，其粘度为100mPa·s的涂碳浆料。
（5）选取铜箔1，在铜箔1的两面分别均匀涂覆涂碳浆料制成涂碳层2，完成电池负极集流体的制备，其中，铜箔1的厚度为10μm，涂碳层2的双层厚度为3μm，涂碳层2的单面面密度为0.6g/m²。
实施例4
（1）称取一定量固含量为20％的含碳导电浆料母液，通过搅拌混合浆液，搅拌速度为22Hz，搅拌时间30min；
（2）加入混合均匀的异丙醇水溶液，以25Hz的搅拌速度搅拌35min，其中异丙醇与水的比例为1:7，水为电导率为25us/cm的去离子水。
（3）以32Hz的搅拌速高速搅拌30 min；
（4）以18Hz的搅拌速度匀浆料35min后，得到固含量为18%，其粘度为90mPa·s的涂碳浆料。
（5）选取铜箔1，在铜箔1的两面分别均匀涂覆涂碳浆料制成涂碳层2，完成电池负极集流体的制备，其中，铜箔的厚度为12μm，涂碳层2的双层厚度为2μm，涂碳层2的单面面密度为0.5g/m²。
本发明采用涂碳铜箔作为负极集流体不但可以提高负极材料的粘结性，而且使用了导电涂层还可以有效降低负极材料与集流体之间的接触内阻，进而减小电池内阻，提高电池倍率性能。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种锂离子电池负极集流体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：选取铜箔，在铜箔的两面分别涂覆涂碳层，其中，铜箔的厚度为8~15μm，涂碳层的双层厚度为1.5~3.5μm，涂碳层的单面面密度为0.5~0.7g/m²。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，其特征在于：所述涂碳层的涂碳浆料采用含碳导电浆料母液通过稀释制备得到。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，其特征在于，所述涂碳浆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取一定量含碳导电浆料母液，通过搅拌混合浆液，搅拌速度为20~25Hz，搅拌时间25～40min；
（2）加入混合均匀的醇类水溶液，以20~25Hz的搅拌速度搅拌30～45min min；
（3）以20～35Hz的搅拌速高速搅拌35～50 min；
（4）以10～20Hz的搅拌速度匀浆料20～40 min后，得到所需的涂碳浆料。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，其特征在于：所述含碳导电浆料母液固含量为18～24％。
5.根据权利要求3所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，其特征在于：所述醇类水溶液为异丙醇水溶液，其中异丙醇与水的比例为1:1.5～2。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，其特征在于：所述水为去离子水，其电导率小于或等于25us/cm。
7.根据权利要求3所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，其特征在于：所述涂碳浆料出料固含量为10～20%，其粘度为60~160mPa·s。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池负极集流体的制备方法，其特征在于：所述涂碳铜箔的厚度为10μm，涂碳层的双层厚度为3μm，涂碳层的单面面密度为0.6g/m²。
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