CN107204425A - 锂离子电池正极极片的制备方法及锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池的正极极片，特别是涉及一种含有浆料添加剂的锂离子电池正极片的制备方法。包括以下步骤：称取90～99重量份的正极活性物质，1～3重量份粘结剂，0.08～5重量份导电剂混合，搅拌均匀；0.1～0.5重量份浆料添加剂与N‑甲基‑2‑吡咯烷酮溶液混合均匀；加入上述正极材料中，搅拌1～5小时，得到浆料；将浆料涂覆在集流体上，干燥得到极片；将极片裁切成得到最终极片。本发明的有益效果是：1、所制得的电池高倍率放电性能得到提高；2、所制得的电池低温、高温放电性能得到提高；3、所制得电池循环性能得到提高。

Description

锂离子电池正极极片的制备方法及锂离子电池
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池正极极片的制备方法及锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。
背景技术
新型环保能源技术的开发利用是当今世界的重要课题，关系到一个国家的经济发展、资源利用和环境保护。锂离子电池作为一种清洁、高效的便携式储能器件，近年来得到了迅速发展，尤其在新能源纯电动汽车以及混合动力汽车上的应用获得了巨大的进步。目前商业化的锂离子电池正极材料一般为钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂(LiFePO4)、镍钴锰酸锂(LiNixCoyMn1-xO2)等等。
随着锂离子电池的商业化发展，人们对锂离子电池的性能要求也越来越高，不仅要求其具有较高的能量密度，而且要求在不同的高低温条件下能够正常发挥容量、能够大电流快速充放电、甚至要求其充放电循环寿命能够达到汽车使用寿命。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种锂离子电池正极极片的制备方法及锂离子电池。
本发明是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种锂离子电池正极极片的制备方法，其包括如下步骤：
将正极活性物质与粘结剂混匀后，加入浆料添加剂、导电剂，混匀得到浆料；
将所述浆料涂覆到集流体上，干燥得到所述锂离子电池正极极片。
作为优选方案，所述添加剂的用量为正极活性物质重量的0.5～5‰。
作为优选方案，所述添加剂为氟碳表面活性剂。
作为优选方案，所述正极活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂中的至少一种。
作为优选方案，所述导电剂选自碳黑、石墨、乙炔黑、碳纳米管、气相生长炭纤维、石墨烯中的至少一种。
第二方面，本发明还提供了一种含有前述的锂离子电池正极极片的锂离子电池。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
添加的氟碳表面活性剂可有效降低正极浆料的表面张力，改善了正极浆料在正极集流体表面的的润湿、流平、涂覆效果，同时，增强了电解液对正极材料的浸润性。从而使电池高倍率放电效率得到提高；电池低温(-10℃)高温(60℃)放电效率得到提高；电池循环性能得到改善。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为实施例1和对比例1在0.5C充/1C放条件下的电循环容量保持率对比。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及以钴酸锂(LiCoO2)为正极活性物质，制备正极材料和相应的电池，具体步骤如下：
a、称取98.4重量份的LiCoO2，1.32重量份PVDF，混合、搅拌均匀；
b、包含0.2重量份氟碳表面活性剂(上海汇平新能源有限公司WA1600)、0.04重量份单壁碳纳米管(SWCNT)的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液混合均匀，加入上述正极材料中，搅拌；
c、然后再添加0.04重量份SWCNT，搅拌5小时，得到浆料；
d、将浆料涂覆在集流体上，干燥得到极片；
e、将极片组装成锂离子电池，并进行电化学性能测试。
对比例1
本对比例的正极材料和相应电池的制备为常规方法，即不添加实施例1中的氟碳表面活性剂。
分别对实施例1和对比例1制备的两种电池的性能进行测试，电池倍率放电性能对比在表1中列出。添加正极浆料添加剂的电池对比未添加的电池，大电流(2C)条件下，电池的放电效率得到显著提高，从55.1％提高至70.7％。高低温放电容量(放电倍率0.5C)对比在表2中列出。添加正极浆料添加剂的电池对比未添加的电池，高温、低温放电效率都得到提高。低温-10℃放电效率从61.1％提高至66.7％，高温60℃放电效率从95.7％提高至99.8％。从图1可以明显看出，0.5C充电1C放电条件下，添加正极浆料添加剂的电池循环保持率明显高于未添加的对比例1。
表1
表2
实施例2
本实施例涉及以磷酸铁锂(LiFePO4)为正极活性物质，制备正极材料和相应的电池，截具体包括如下步骤：
a、称取93.5重量份的LiFePO4，3重量份PVDF，3重量份导电炭黑(Super-P)，混合、搅拌均匀；
b、0.5重量份氟碳表面活性剂(上海汇平新能源有限公司WA1600)与N-甲基-2-吡咯烷酮溶液混合，搅拌均匀；
c、将上述溶液加入正极活性物质中，搅拌3小时，得到浆料；
d、将浆料涂覆在集流体上，干燥得到极片；将极片组装成锂离子电池，并进行电化学性能测试。
对比例2
本对比例的正极材料和相应电池的制备为常规方法，即不添加实施例2中的氟碳表面活性剂。
分别对实施例2和对比例2制备的两种电池的性能进行测试，电池倍率放电性能对比在表3中列出。添加正极浆料添加剂的电池对比未添加的电池，大电流条件下电池的放电效率得到显著提高。5C条件下，电池的放电效率从88.9％提高至94％；7C条件下，电池放电效率从87.9％提高至92.8％；。高低温放电容量(放电倍率0.5C)对比在表4中列出。添加正极浆料添加剂的电池对比未添加的电池，低温放电效率得到提高。低温-10℃放电效率从59.2％提高至65.6％。
表3
表4
实施例3
本实施例涉及以镍钴锰酸锂(LiNixCoyMn1-xO2、锰酸锂(LiMn2O4)为正极活性物质，制备正极材料和相应的电池，具体包括如下步骤：
a、称取46重量份的LiNixCoyMn1-xO2和46重量份LiMn2O4，混合、搅拌均匀；
b、上述正极活性物质中加入4.7重量份导电炭黑，3重量份PVDF，混合、搅拌均匀；
c、0.3重量份氟碳表面活性剂(上海汇平新能源有限公司WA1600)与N-甲基-2-吡咯烷酮溶液混合，搅拌均匀；
d、将上述溶液加入正极活性物质中，搅拌4小时，得到浆料；
d、将浆料涂覆在集流体上，干燥得到极片；将极片组装成锂离子电池，并进行电化学性能测试。
对比例3
本对比例的正极材料和相应电池的制备为常规方法，即不添加实施例3中的氟碳表面活性剂。
分别对实施例3和对比例3制备的两种电池的性能进行测试，电池倍率放电性能对比在表5中列出。添加正极浆料添加剂的电池对比未添加的电池，大电流条件下电池的放电效率得到显著提高。5C条件下，电池的放电效率从85.5％提高至89.5％；7C条件下，电池放电效率从82.4％提高至87.0％；。高低温放电容量(放电倍率0.5C)对比在表6中列出。添加正极浆料添加剂的电池对比未添加的电池，低温放电效率得到提高。低温-10℃放电效率从83.2％提高至89.5％。
表5
表6
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种锂离子电池正极极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将正极活性物质与粘结剂混匀后，加入浆料添加剂、导电剂，混匀得到浆料；
将所述浆料涂覆到集流体上，干燥得到所述锂离子电池正极极片。
2.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片的制备方法，其特征在于，所述添加剂的用量为正极活性物质重量的0.5～5‰。
3.如权利要求1或2所述的锂离子电池正极极片的制备方法，其特征在于，所述添加剂为氟碳表面活性剂。
4.如权利要求1或2所述的锂离子电池正极极片的制备方法，其特征在于，所述正极活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂中的至少一种。
5.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片的制备方法，其特征在于，所述导电剂选自碳黑、石墨、乙炔黑、碳纳米管、气相生长炭纤维、石墨烯中的至少一种。
6.一种含有权利要求1所述的锂离子电池正极极片的锂离子电池。
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