CN106784624B - 一种锂离子电池正极片及其制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池正极片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种锂离子电池正极片及其制备方法，该正极片由正极活性物质、导电剂、粘结剂、集流体组成，正极活性物质为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂中的一种或几种，导电剂为纳米碳纤维，粘结剂为聚偏氟乙烯，集流体为碳纤维复合无纺布。粘结剂添加量少，极片导电性能好，碳纤维复合无纺布具有吸液持液能力，使用该正极片制备的锂离子电池充放电性能好。

Description

一种锂离子电池正极片及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池正极片及其制备方法。
背景技术
锂离子电池能量密度大，绿色环保，安全性能和倍率性能好，循环寿命长，受到人类的广泛关注。锂离子电池主要包括正极、负极、隔膜、电解液和壳体，正极作为锂离子电池重要组成部分，直接影响着锂离子电池的综合性能。目前，现有锂离子电池正极片均包括正极活性物质、导电剂、铝集流体、粘结剂等，正极活性物质一般为嵌锂化合物，为提高正极的导电性，加入适量导电剂，导电剂一般为导电性能较好的炭黑材料。铝集流体和粘结剂在整个电池中占有一定的重量比例，铝集流体不具有吸液持液能力，且正极活性物质与导电剂附着在铝集流体上需要足量的粘结剂，粘结剂为绝缘性物质，粘结剂的加入会大大降低电池的导电性，影响材料整体性能的发挥。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子电池正极片及其制备方法，要解决的技术问题是提高锂离子电池的吸液持液能力，减少粘结剂的用量，提高锂离子电池的导电性。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
一种锂离子电池正极片，该正极片由正极活性物质、导电剂、粘结剂、集流体组成，正极活性物质为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂中的一种或几种，导电剂为纳米碳纤维，粘结剂为聚偏氟乙烯，集流体为碳纤维复合无纺布，碳纤维复合无纺布厚度10μm~30μm。碳纤维复合无纺布集流体为纳米碳纤维在有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中分散均匀导入无纺布中高温烘干压制得到，将正极活性物质、导电剂纳米碳纤维、粘结剂聚偏氟乙烯和有机溶剂混合均匀制成正极浆料，将正极浆料涂覆在碳纤维复合无纺布集流体上，烘干得到锂离子电池正极片，该锂离子电池集流体为碳纤维复合无纺布，柔性好，表层附着碳纤维比表面积大，与正极浆料中的导电剂碳纤维同物质相接触，结合性好，正极浆料所需粘结剂少，仅为普通正极片中粘结剂添加量的1/3~1/4，极片导电性能好，且碳纤维复合无纺布具有吸液持液能力，使用该正极片制备的锂离子电池充放电性能好。
本发明的优点与效果是：
1. 本发明锂离子电池正极片集流体为碳纤维复合无纺布，柔性好，正极材料附着力强，导电性好。
2. 本发明锂离子电池正极片粘结剂用量少，极片导电性好，活性物质含量高，锂离子电池能量密度大。
3. 本发明锂离子电池正极片集流体碳纤维复合无纺布具有吸液持液能力，可以提高锂离子电池的充放电性能。
4. 本发明锂离子电池正极片集流体采用碳纤维复合无纺布，正极片吸液速度快，大大提高了锂离子电池生产效率。
附图说明
图1为实施例锂离子电池正极片平面SEM图；
图2为实施例锂离子电池正极片切面SEM图；
图3为实施例锂离子电池正极片对应锂负极扣式电池0.5C充放电曲线图。
具体实施方式
本发明采用以下技术方案：一种锂离子电池正极片，该正极片由正极活性物质、导电剂、粘结剂、集流体组成，正极活性物质为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂中的一种或几种，导电剂为纳米碳纤维，粘结剂为聚偏氟乙烯，集流体为碳纤维复合无纺布，碳纤维复合无纺布厚度10μm~30μm。碳纤维复合无纺布集流体为纳米碳纤维在有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中分散均匀导入无纺布中高温烘干压制得到，将正极活性物质、导电剂纳米碳纤维、粘结剂聚偏氟乙烯和有机溶剂混合均匀制成正极浆料，将正极浆料涂覆在碳纤维复合无纺布集流体上，烘干得到锂离子电池正极片，该锂离子电池集流体为碳纤维复合无纺布，柔性好，表层附着碳纤维比表面积大，与正极浆料中的导电剂碳纤维同物质相接触，结合性好，正极浆料所需粘结剂少，仅为普通正极片中粘结剂添加量的1/3~1/4，极片导电性能好，且碳纤维复合无纺布具有吸液持液能力，使用该正极片制备的锂离子电池充放电性能好。
实施例
一种锂离子电池正极片，该正极片由正极活性物质、导电剂、粘结剂、集流体组成，正极活性物质为磷酸铁锂，导电剂为纳米碳纤维，粘结剂为聚偏氟乙烯，集流体为碳纤维复合无纺布压制而成，将纳米碳纤维在有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中分散均匀导入无纺布中高温烘干压制得到碳纤维复合无纺布集流体，集流体厚度20±1μm，将正极活性物质、导电剂纳米碳纤维、粘结剂聚偏氟乙烯和有机溶剂混合均匀制成正极浆料，正极活性物质、导电剂纳米碳纤维、粘结剂聚偏氟乙烯所占质量比例为98:1:1，将正极浆料涂覆在碳纤维复合无纺布集流体上，烘干得到锂离子电池正极片，该锂离子电池集流体为碳纤维复合无纺布，柔性好，表层附着碳纤维比表面积大，与正极浆料中的导电剂碳纤维同物质相接触，结合性好，正极浆料所需粘结剂少，极片导电性能好，且碳纤维复合无纺布具有吸液持液能力，该磷酸铁锂正极片平面SEM图如图1所示，该磷酸铁锂正极片切面图如图2所示，使用该正极片对锂片负极制备的锂离子扣式电池0.5C充放电曲线如图3所示。

Claims (4)

1.一种锂离子电池正极片，其特征是：
正极片包括正极活性物质、导电剂、粘结剂、集流体，
所述的正极活性物质为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂中的一种或几种；
所述的导电剂为纳米碳纤维；
所述的粘结剂为聚偏氟乙烯；
所述的集流体为碳纤维复合无纺布；
将正极活性物质、导电剂纳米碳纤维、粘结剂聚偏氟乙烯和有机溶剂混合均匀制成正极浆料，将正极浆料涂覆在碳纤维复合无纺布集流体上，烘干得到锂离子电池正极片，所述的碳纤维复合无纺布集流体为纳米碳纤维在有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中分散均匀导入无纺布中高温烘干压制得到。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极片，其特征是：所述的正极活性物质、导电剂纳米碳纤维、粘结剂聚偏氟乙烯所占质量比例为98:1:1。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极片，其特征是：所述的碳纤维复合无纺布厚度为10μm~30μm。
4.一种制备如权1～3所述的一种锂离子电池正极片的方法，其特征是：准备正极活性物质、导电剂、粘结剂、集流体，其中正极活性物质为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂中的一种或几种，导电剂为纳米碳纤维，粘结剂为聚偏氟乙烯，集流体为碳纤维复合无纺布压制而成，将纳米碳纤维在有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中分散均匀导入无纺布中高温烘干压制得到碳纤维复合无纺布集流体，集流体厚度20±1μm，将正极活性物质、导电剂纳米碳纤维、粘结剂聚偏氟乙烯和有机溶剂混合均匀制成正极浆料，正极活性物质、导电剂纳米碳纤维、粘结剂聚偏氟乙烯所占质量比例为98:1:1，将正极浆料涂覆在碳纤维复合无纺布集流体上，烘干得到锂离子电池正极片。
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