CN109888189A - 一种三元动力锂离子电池正极的制备方法及锂离子电池 - Google Patents
一种三元动力锂离子电池正极的制备方法及锂离子电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109888189A CN109888189A CN201910277706.5A CN201910277706A CN109888189A CN 109888189 A CN109888189 A CN 109888189A CN 201910277706 A CN201910277706 A CN 201910277706A CN 109888189 A CN109888189 A CN 109888189A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium ion
- ion battery
- ternary
- preparation
- anode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
一种三元动力锂离子电池正极的制备方法及锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。本发明的目的是为了解决现有的锂离子电池能量密度、功率性能、循环性能不能满足现有需求的问题，所述方法步骤如下：打开搅拌罐，按照配方设计的质量比加入导电剂、三元NCM、正极粘接剂和NMP，以公转转速20~60rpm，分散盘转速200~2000rpm搅拌分散均匀，调整公转转速为10~30rpm，取料测固含，并打开真空泵，保持真空度为‑0.08~‑0.09MPa，搅拌30分钟后，放掉真空，即得到正极浆料，将得到的正极浆料涂布于正极集流体上，即得到正极。本发明制备的正极，粘接力好、离子导电性高，能够实现三元锂离子电池的大倍率快速充放电。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种三元动力锂离子电池正极的制备方法及锂离子电池。
背景技术
发展高能量密度动力电池体系是国际主流趋势，高能量密度是我国“十三五”规划动力电池的核心技术指标之一，这也是当前产业化的电动汽车续航里程，仍未满足市场需求所推动的必然结果。当前国际产业化的高能量密度体系以三元为主。全球锂电池产销（产值千亿以上）。在开发高能量密度三元电池的同时，在功率性能、循环性能方面也有更高的要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的锂离子电池能量密度、功率性能、循环性能不能满足现有需求的问题，提供一种三元动力锂离子电池正极的制备方法及锂离子电池，通过优化正极浆料的配方，使活性材料形成了点、线、面结合的活性物质导电层。使用涂碳铝箔或长碳铝箔，使得活性物质导电层与正极集流体铝箔更好的结合，制成的锂离子二次电池，长期具有较高的功率性能和能量密度，循环寿命也有很大改善。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，所述方法步骤如下：打开搅拌罐，按照配方设计的质量比加入导电剂、三元NCM、正极粘接剂和NMP，以公转转速20~60rpm，分散盘转速200~2000rpm搅拌分散均匀，调整公转转速为10~30rpm，取料测固含，并打开真空泵，保持真空度为-0.08~-0.09MPa，搅拌30分钟后，放掉真空，即得到正极浆料，将得到的正极浆料涂布于正极集流体上，即得到正极。
一种含有上述制备的三元动力锂离子电池正极的锂离子电池，所述锂离子电池含有正极片、负极片、隔离膜、电解质或电解液。
本发明相对于现有技术的有益效果为：
（1）本发明制备的正极，粘接力好、离子导电性高，能够实现三元锂离子电池的大倍率快速充放电。
（2）本发明的锂离子电池，具有较高的能量密度，能够保持锂离子电池长期优异的高功率性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修正或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，均应涵盖在本发明的保护范围之中。
具体实施方式一：本实施方式记载的是一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，所述方法步骤如下：打开搅拌罐，按照配方设计的质量比加入导电剂、三元NCM、正极粘接剂和NMP，以公转转速20~60rpm，分散盘转速200~2000rpm搅拌分散均匀，调整公转转速为10~30rpm，取料测固含（测固含的目的为：确认工艺实际加料与理论固含的差异，确保浆料配比无异常，若有异常，可通过调节溶剂量，将浆料的固含量控制在合理的范围内），并打开真空泵，保持真空度为-0.08~-0.09MPa，搅拌30分钟后，放掉真空，即得到正极浆料，将得到的正极浆料涂布于正极集流体上，即得到正极。所述的方法还可以包括：将得到的正极浆料经200目过滤管路后，转到储料罐中保存，需要涂布的时候再取用，但是涂布前的静置时间不得超过1h，每次使用周转桶必须清洁。所述的公转转速20~60rpm指的是，以20rpm开始，搅拌的过程中提高转速到60rpm，后续的调整公转转速为10~30rpm指的是将公转转速调整到10~30之间的某个点进行公转，目的是防止浆料沉降，时间60分钟。
具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，所述的三元NCM为高功率型NCM或高能量型NCM；所述的高功率型NCM为NCM111或NCM622，颗粒粒径为D10 1.0~3.8μm，D50 4.0~8.0μm，D90 ≤17μm；所述的高能量型NCM为NCM523、NCM622、NCM811或NCA中的一种。
具体实施方式三：具体实施方式一所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，所述的正极粘接剂为PVDF系列或丙烯酸酯类；所述的PVDF系列为聚偏氟乙烯5130或聚偏氟乙烯900，所述的丙烯酸酯类为聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯或氰基丙烯酸酯。
具体实施方式四：具体实施方式一所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，所述的导电剂为炭黑、碳纳米管、石墨烯的混合物，炭黑、碳纳米管、石墨烯形成点、线、面的导电网络。
具体实施方式五：具体实施方式四所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，三元NCM质量比75~98%，炭黑质量比0.5%~10%，碳纳米管质量比0.1%~8%，石墨烯质量比0.01%~7%，粘结剂质量比1.3%~6%。
具体实施方式六：具体实施方式五所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，所述的石墨烯为多孔石墨烯。
具体实施方式七：具体实施方式一所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，所述的正极集流体为9~30μm厚的涂碳箔或长碳箔，优选地，碳层中的碳为大比表面积的活性炭，比表面积为1000~5000m2/g，优选地，碳层中的碳为含有介孔的大比表面积活性炭，比表面积为1500~3500m2/g。
具体实施方式八：一种含有具体实施方式一至七任一具体实施方式制备的三元动力锂离子电池正极的锂离子电池，所述锂离子电池含有正极片、负极片、隔离膜、电解质或电解液。锂离子电池在低温下仍有极好的低温性能、冷启动性能及高功率性能。锂离子电池在低温下仍有极好的大倍率放电性能及高功率性能。
具体实施方式九：具体实施方式八所述的锂离子电池，所述锂离子电池为卷绕式锂离子电池或叠片式锂离子电池。
对比例1：
（1）正极片P1的制备
将正极活性物质三元NCM111、粘结剂PVDF、导电炭黑、碳纳米管混合，使用NMP（N-甲基吡咯烷酮）作为溶剂，经高速搅拌得到分散均匀的正极浆料，浆料的固含量为70wt％。在所有的固体成分中，NCM：96wt％、粘结剂PVDF：1wt％、导电炭黑：2wt％、碳纳米管CNT：1wt%。将该浆料均匀地涂在涂碳铝箔两面，经过干燥、辊压机压实，得到正极片，记为P1。所述的干燥和辊压机压实均为本领域的常规工艺。
（2）负极片N1的制备
将活性物质人造石墨、粘结剂、增稠剂羧甲基纤维素钠和导电剂导电炭黑混合，使用水作为溶剂，经高速搅拌得到分散均匀的负极浆料，浆料中固含量为45wt％。在所有的固体成分中，人造石墨：95.5wt％、羧甲基纤维素钠：1.5wt％、导电炭黑：1.0wt％、粘结剂：2wt％。将该浆料均匀地涂在铜箔两面，经过干燥、辊压机压实，得到负极片，记为N1。所述的干燥和辊压机压实均为本领域的常规工艺。
（3）电池DC1的组装
将正极片P1、负极片N1 冲片后，采用Z型叠片形成裸电芯，分别转出铝极耳和铜镀镍极耳。将裸电芯使用玻璃夹夹紧，玻璃夹的力度为100MPa/m2，并在80℃高温真空烘烤12小时，再用铝塑膜封装。电解液采用1.1M 的六氟磷酸锂电解液，溶剂为碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/1，2 丙二醇碳酸酯一1：1：1（体积比）的混合溶剂。封装后对电池进行化成和老化，得到长宽厚为75mm×50mm×7mm的方形软包装电池，记为DC1。
实施例1：
本实施例与对比例1不同之处在于：正极导电剂为1.7wt％的导电炭黑和0.8wt%的碳纳米管CNT和0.5wt%的多孔石墨烯，制成的电芯，记为C1。
实施例2：
本实施例与实施例1不同之处在于：正极集流体使用长碳铝箔，制成的电芯，记为C2。
实施例3
本实施例与实施例2不同之处在于：正极集流体使用的长碳铝箔为比表面积为2000m2/g的活性炭材料，制成的电芯，记为C3。
C1与DC1相比，常温放电功率有358W/Kg的提升，新鲜电池低温冷启动性能有0.07V的提升，在60℃ 1C/1C 500圈循环的低温冷启动性能有0.15V的提升；该放电功率为电池50%SOC 放电10s的功率，单位为W/Kg。低温冷启动测试为-30℃ 50%SOC 10C 30s测试；
C2与DC1相比，常温放电功率有732W/Kg的提升，新鲜电池低温冷启动性能有0.18V的提升，在45℃ 3C/3C 1000圈循环的低温冷启动性能有0.32V的提升；
C3与DC1相比，常温放电功率有2025W/Kg的提升，新鲜电池低温冷启动性能有0.28V的提升，在45℃ 3C/3C 1000圈循环的低温冷启动性能有0.46V的提升，见表1。
表1
Claims (9)
1.一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：打开搅拌罐，按照配方设计的质量比加入导电剂、三元NCM、正极粘接剂和NMP，以公转转速20~60rpm，分散盘转速200~2000rpm搅拌分散均匀，调整公转转速为10~30rpm，取料测固含，并打开真空泵，保持真空度为-0.08~-0.09MPa，搅拌30分钟后，放掉真空，即得到正极浆料，将得到的正极浆料涂布于正极集流体上，即得到正极。
2.根据权利要求1所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，其特征在于：所述的三元NCM为高功率型NCM或高能量型NCM；所述的高功率型NCM为NCM111或NCM622，颗粒粒径为D10 1.0~3.8μm，D50 4.0~8.0μm，D90 ≤17μm；所述的高能量型NCM为NCM523、NCM622、NCM811或NCA中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，其特征在于：所述的正极粘接剂为PVDF系列或丙烯酸酯类；所述的PVDF系列为聚偏氟乙烯5130或聚偏氟乙烯900，所述的丙烯酸酯类为聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯或氰基丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，其特征在于：所述的导电剂为炭黑、碳纳米管、石墨烯的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，其特征在于：三元NCM质量比75~98%，炭黑质量比0.5%~10%，碳纳米管质量比0.1%~8%，石墨烯质量比0.01%~7%，粘结剂质量比1.3%~6%。
6.根据权利要求5所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，其特征在于：所述的石墨烯为多孔石墨烯。
7.根据权利要求1所述的一种三元动力锂离子电池正极的制备方法，其特征在于：所述的正极集流体为9~30μm厚的涂碳箔或长碳箔。
8.一种含有权利要求1~7任一权利要求制备的三元动力锂离子电池正极的锂离子电池，其特征在于：所述锂离子电池含有正极片、负极片、隔离膜、电解质或电解液。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于：所述锂离子电池为卷绕式锂离子电池或叠片式锂离子电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910277706.5A CN109888189A (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种三元动力锂离子电池正极的制备方法及锂离子电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910277706.5A CN109888189A (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种三元动力锂离子电池正极的制备方法及锂离子电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109888189A true CN109888189A (zh) | 2019-06-14 |
Family
ID=66936437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910277706.5A Pending CN109888189A (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种三元动力锂离子电池正极的制备方法及锂离子电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109888189A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111200092A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-26 | 武汉中兴创新材料技术有限公司 | 一种用于电池隔膜的水性涂覆浆料的制备方法 |
| CN112289975A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-29 | 常州高态信息科技有限公司 | 一种低温锂离子电池 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106207129A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 中航锂电（洛阳）有限公司 | 一种高倍率锂离子电池正极浆料的制备方法 |
| CN107910498A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-04-13 | 风帆有限责任公司 | 改性钛酸锂负极材料、制备方法及钛酸锂电池 |
| CN108428867A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-21 | 深圳市溢骏科技有限公司 | 快充型锂离子电池及其制备方法 |
| US20190036094A1 (en) * | 2016-01-25 | 2019-01-31 | Daicel Corporation | Secondary battery |
-
2019
- 2019-04-08 CN CN201910277706.5A patent/CN109888189A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190036094A1 (en) * | 2016-01-25 | 2019-01-31 | Daicel Corporation | Secondary battery |
| CN106207129A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 中航锂电（洛阳）有限公司 | 一种高倍率锂离子电池正极浆料的制备方法 |
| CN107910498A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-04-13 | 风帆有限责任公司 | 改性钛酸锂负极材料、制备方法及钛酸锂电池 |
| CN108428867A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-21 | 深圳市溢骏科技有限公司 | 快充型锂离子电池及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈玉华主编: "《新型清洁能源技术》", 31 January 2019, 北京：知识产权出版社 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111200092A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-26 | 武汉中兴创新材料技术有限公司 | 一种用于电池隔膜的水性涂覆浆料的制备方法 |
| CN111200092B (zh) * | 2020-01-10 | 2022-05-10 | 武汉中兴创新材料技术有限公司 | 一种用于电池隔膜的水性涂覆浆料的制备方法 |
| CN112289975A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-29 | 常州高态信息科技有限公司 | 一种低温锂离子电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018103332A1 (zh) | 锂离子电池及其负极材料 | |
| CN100452502C (zh) | 非水溶液锂-二硫化铁一次电池 | |
| CN101901907B (zh) | 锂离子二次电池及其正极材料 | |
| CN109119592B (zh) | 一种钛酸锂负极极片、制备方法及钛酸锂电池 | |
| CN103762379A (zh) | 一种高容量锂离子电池及其制造工艺 | |
| CN101800304B (zh) | 一种异取向球形天然石墨负极材料及其制备方法 | |
| CN101901906A (zh) | 锂离子二次电池及其正极材料 | |
| CN105958038A (zh) | 一种可快充的长寿命高电压钴酸锂正极材料及制备方法 | |
| CN114566650B (zh) | 一种钠离子电池正极补钠添加剂、补钠方法、正极、柔性电极 | |
| CN105513828A (zh) | 一种锂离子电容器复合负极片及其制备方法、锂离子电容器 | |
| CN109461906A (zh) | 一种锂硫电池正极材料的制备方法 | |
| CN109817896A (zh) | 一种磷酸铁锂二次电池用正极的制备方法及锂离子电池 | |
| CN114883748B (zh) | 一种用于锂离子电池的复合隔膜及其制备方法 | |
| CN101587952A (zh) | 复合钴酸锂正极材料和制备方法及其应用 | |
| CN107946564B (zh) | 富钠锰基Na4Mn2O5/Na0.7MnO2复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN109888189A (zh) | 一种三元动力锂离子电池正极的制备方法及锂离子电池 | |
| CN109546109B (zh) | 一种高温稳定型锂电池正极 | |
| CN114203976A (zh) | 一种可提高金属锂负极稳定性的混合溶液及制备方法和应用 | |
| CN112771693B (zh) | 三维复合金属锂负极和金属锂电池与装置 | |
| CN109273670A (zh) | 一种具有高比表面介孔保护膜的金属锂负极及其制备方法 | |
| CN109638223B (zh) | 一种锂离子电池的硅基负极及其制备方法和应用 | |
| CN109817467A (zh) | 一种复合正极材料及其制备方法以及一种化学电源及其制备方法 | |
| CN105226251A (zh) | 一种纯碳复合负极材料及其制备方法 | |
| CN114400300A (zh) | 一种磷酸铁锂正极片、制备方法及电池 | |
| CN116487584A (zh) | 正极复合材料、其制备方法、正极以及锂离子二次电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 519180 No. 209 Pearl Peak Avenue, Jingan Town, Doumen District, Zhuhai City, Guangdong Province Applicant after: Zhuhai Guanyu Battery Co., Ltd Address before: 519180 No. 209 Pearl Peak Avenue, Jingan Town, Doumen District, Zhuhai City, Guangdong Province Applicant before: ZHUHAI COSLIGHT BATTERY Co.,Ltd. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190614 |