CN109428056A - 一种高比能正极片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高比能正极片的制造方法，它是包含正极活性物质、导电添加剂、PVDF和铝箔的极片，其制造方法包括匀浆、涂布及加工(碾压、裁分等)工艺过程，正极片是采用含有导电碳黑及导电石墨作为导电剂的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2电极，电极匀浆过程采用高、低速搅拌相结合的搅拌方式进行匀浆，涂布过程浆料的涂覆量为30mg/cm2～46mg/cm2，电极碾压过程采用3次碾压方式对电极片进行碾压。

Description

一种高比能正极片的制造方法
技术领域
本发明涉及化学电源领域，具体涉及一种高比能正极片的制造方法。
背景技术
高比能锂离子动力电池一般选择高镍三元材料做为正极材料，LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)属于克容量较高的一种新型三元正极材料。
与LiCoO2体系相比，由于材料制备工艺的差别，NCA材料表面残留的Li2CO3等碱性物质较多，表面pH值较高，材料在空气中易吸湿潮解，为匀浆及涂覆工艺带来一定困难。若生产环境湿度较高，浆料在匀浆储罐内及涂敷时易出现凝胶状颗粒。由于锂离子电池电极涂敷厚度小，产生的团聚颗粒聚集在刮刀与涂敷辊之间的狭缝中，将严重影响电极涂敷均匀性，涂覆后的极片表面易出现颗粒及露箔现象。极端的情况是浆料不能在集流体上形成有效铺展，造成各涂敷区涂敷量偏差较大，这将严重影响锂离子电池的放电容量、循环性能及安全性能。
针对上述问题和市场应用实际需求，本发明提供了针对NCA材料应用的一种高比能电池正极片的制造方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高比能正极片的制造方法。
本发明的技术方案是：一种高比能正极片的制造方法，它是包含正极活性物质、导电添加剂、PVDF和铝箔的极片，其制造方法包括匀浆、涂布及加工(碾压、裁分等)工艺过程。正极片是采用含有导电碳黑及导电石墨作为导电剂的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2电极。
进一步的，电极匀浆过程先分次少量加入导电剂到PVDF胶中，搅拌均匀制成导电胶，然后3～5次少量加入LiNi0.8Co0.15Al0.05O2活性物质，采用高、低速搅拌相结合的搅拌方式，转速频次为25～30rpm持续15～20min，80～85rpm持续25min～30min，以此往复直至搅拌结束。
进一步的，正极浆料含有LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(92％质量比)、导电碳黑(2％～4％质量比)、导电石墨(2％～4％质量比)、PVDF(2.5％质量比)。
进一步的，涂布过程浆料的涂覆量为30mg/cm2～46mg/cm2。
进一步的，电极碾压过程采用3次碾压方式对电极片进行碾压，第1次碾压为60℃热压，第2次碾压为40℃热压，第3次碾压为常温碾压。
本发明的有益效果是：根据上述方法，本发明能够提供一种放电容量大、循环性能及安全性能高的正极片。
具体实施方式
A.匀浆
按工艺配方将导电碳黑和导电石墨分3次加入到PVDF与NMP的混合胶液中，搅拌均匀制成导电胶，然后按工艺配方称取1/3的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2活性物质加入到导电胶中，以25～30rpm持续搅拌15～20min，然后以80～85rpm持续搅拌25min～30min；继续加入1/3的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2活性物质，以25～30rpm持续搅拌15～20min，然后以80～85rpm持续搅拌25min～30min；继续加入1/3的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2活性物质，以25～30rpm持续搅拌15～20min，然后以80～85rpm持续搅拌25min～30min；匀浆过程通过碳酸氢钠调节PH值控制在7.5～8.5。
B.涂布
将浆料均匀涂覆在铝箔上，涂覆量为30mg/cm2～46mg/cm2。
C.极板烘干
将涂覆浆料后的极片通过设定不同区域温度加热烘干的方式进行烘干，温度区域分布分别采用较低温度预烘干段、中温段、高温段、中温段及较低温度烘干段。
D.极片碾压
烘干后的极片采用3次碾压方式对电极片进行碾压，第1次碾压为60℃热压，第2次碾压为40℃热压，第3次碾压为常温碾压。
E.极片裁剪组装电池
将极片按18650型锂离子动力电池工艺参数裁剪成所需尺寸极片与负极片装配电池进行性能测试。
测试结果：

Claims (5)

1.一种高比能正极片的制造方法，它是包含正极活性物质、导电添加剂、PVDF和铝箔的极片，其制造方法包括匀浆、涂布及加工(碾压、裁分等)工艺过程，其特征在于，所述正极片是采用含有导电碳黑及导电石墨作为导电剂的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2电极。
2.根据权利要求1所述的一种高比能正极片的制造方法，其特征在于，电极匀浆过程先分次少量加入导电剂到PVDF与NMP的混合胶液中，搅拌均匀制成导电胶，然后3～5次少量加入LiNi0.8Co0.15Al0.05O2活性物质，采用高、低速搅拌相结合的搅拌方式，转速频次为25～30rpm持续15～20min，80～85rpm持续25min～30min，以此往复直至搅拌结束；匀浆过程通过加入碳酸氢钠是浆料PH值7.5～8.5。
3.根据权利要求2所述的一种高比能正极片的制造方法，其特征在于，正极浆料含有LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(92％质量比)、导电碳黑(2％～4％质量比)、导电石墨(2％～4％质量比)、PVDF(2.5％质量比)。
4.根据权利要求1所述的一种高比能正极片的制造方法，其特征在于，涂布过程浆料的涂覆量为30mg/cm2～46mg/cm2。
5.根据权利要求1所述的一种高比能正极片的制造方法，其特征在于，电极碾压过程采用3次碾压方式对电极片进行碾压，第1次碾压为60℃热压，第2次碾压为40℃热压，第3次碾压为常温碾压。
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