CN112072099A - 一种锂电池的正极材料及其制作方法 - Google Patents

一种锂电池的正极材料及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112072099A
CN112072099A CN202010793697.8A CN202010793697A CN112072099A CN 112072099 A CN112072099 A CN 112072099A CN 202010793697 A CN202010793697 A CN 202010793697A CN 112072099 A CN112072099 A CN 112072099A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium battery
positive electrode
stirring
speed
electrode material
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
Application number
CN202010793697.8A
Other languages
English (en)
Inventor
杨建松
涂蕴航
廖胡令
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Zhongzhi Huachuang Electronic Technology Co ltd
Original Assignee
Guizhou Zhongzhi Huachuang Electronic Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Zhongzhi Huachuang Electronic Technology Co ltd filed Critical Guizhou Zhongzhi Huachuang Electronic Technology Co ltd
Priority to CN202010793697.8A priority Critical patent/CN112072099A/zh
Publication of CN112072099A publication Critical patent/CN112072099A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锂电池的正极材料，所述正极材料由以下质量分数的组分制成：二氧化锰85～92％，聚四氟乙烯乳液58～60％、石墨导电剂0.5～1.5％，碳纳米管浆料3.5～5％、附加剂1～2％，粘合剂6～8％；本发明锂电池的正极材料及其制作方法的有益效果为：缩短了搅拌所需要的时间，上述加工方法能够显著改善锂电池生产中电极浆料的均匀性与稳定性，进而提高锂电池生产过程的可控性和产品性能的一致性，同时，生产效率得以显著提高，且不破坏活性物质的电化学性能。

Description

一种锂电池的正极材料及其制作方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种锂电池的正极材料及其制作方法。
背景技术
现在各锂锰电池生产厂家在制备锂电池正极柱时均采用以下方法制备：将各种原料混合搅拌，搅拌的主要作用是将电池所需的活性物质、粘结剂和导电剂搅拌均匀，制成正极原料，烧制，再通过成型机的挤压成形，得到所要的尺寸的锂电池正极柱，各组分的最终分散状态直接影响锂电池的容量发挥、倍率性能、循环寿命、内阻一致性、以及安全性能,因此如何实现正极浆料的均匀分散是锂电池整个生产过程的重中之重。
现有技术中，采用的搅拌方法基本上是先干拌，然后加一定比例的粘结剂搅拌，此种工艺从搅拌均匀性的角度分析，干拌时间难以掌控，导致电池各方面性能较为欠缺，主要由于活性物质二氧化锰和导电物炭黑二种材料的视比重相差太大，时间短，搅拌不均匀，时间长，二种材料易分层，另外从环保的角度，由于导电物炭黑视比重小，在生产中易产生粉料飞扬，对于环境保护用工人的身体保护都有一定的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种避免活性物质与导电物的视比重相差大而引起的搅拌不均匀的锂电池的正极材料。
本发明的技术方案为：
一种锂电池的正极材料，所述正极材料由以下质量分数的组分制成：
二氧化锰85～92％，聚四氟乙烯乳液58～60％、石墨导电剂0.5～1.5％，碳纳米管浆料3.5～5％、附加剂1～2％，粘合剂6～8％；
采用上述组分制备锂电池正极材料的制作方法，包括以下具体步骤：
步骤一：先将石墨导电剂及碳纳米管浆料放入高速真空搅拌机中，加入去离子水后，开启高速真空搅拌机进行搅拌，真空搅拌速度自转13～25rpm、公转2500～5760rpm，时间为15～20min，得到粗浆料；
步骤二：将纯度为二氧化锰、附加剂和粘合剂加入到粗浆料中，再次进行真空搅拌，真空搅拌速度自转13～25rpm、公转2500～5760rpm，时间为50～60min，得到正极浆料；
步骤三：将步骤二中处理过后的正极浆料放入高温烘箱进行干燥处理即可。
进一步的，为便于导出搅拌过程中产生的热量，所述高速真空搅拌机内有循环水冷却装置。
进一步的，为便于搅拌，不会使正极浆料呈流体状，所述正极浆料的重量是去离子水重量的3～4倍。
进一步的，为达到更好的分散效果，所述步骤一中与步骤二中，先开低速档搅拌30～60s，此时搅拌速度为自转13rpm、公转2500rpm，然后转为高速搅拌，搅拌速度为自转25rpm、公转5760rpm。先低速搅拌降低对设备的损耗，再高速搅拌保证正极浆料粘度较好。
进一步的，所述步骤三中，干燥处理包括挤压工序和烘干工序，挤压工序的压力为90～110kg/cm，挤压时间为30～120s，干燥工序的温度为120～150℃，干燥时间为20～24h。
进一步的，上述正极材料质量分数中，所述二氧化锰的纯度为88～92％。
本发明锂电池的正极材料及其制作方法的工作原理及有益效果为：本发明的锂电池正极材料制作方法，先将碳纳米管和石墨导电剂在湿的条件下先采用低速搅拌，对于设备的损耗会降低，避免碳纳米管由于密度较小，漂浮于液体表面，导致碳分散不好或者碳粉结团，再加入比重大的二氧化锰及粘结剂进行高速搅拌，混合均匀性良好，因为搅拌方式的优化，可以减短每一步的搅拌时间，从而提高搅拌的生产效率。减小浆料中的搅拌、分散力不能触及的区域，以进一步提高分散性，干燥必须采用挤压大量的水后再放于控制温度下进行纤维化，拌料均匀，有效控制粉尘飞扬，有利于保护环境及工人的身体健康。本发明缩短了搅拌所需要的时间，上述加工方法能够显著改善锂电池生产中电极浆料的均匀性与稳定性，进而提高锂电池生产过程的可控性和产品性能的一致性，同时，生产效率得以显著提高，且不破坏活性物质的电化学性能。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
一种锂电池的正极材料，所述正极材料由以下质量分数的组分制成：
二氧化锰85～92％，聚四氟乙烯乳液58～60％、石墨导电剂0.5～1.5％，碳纳米管浆料3.5～5％、附加剂1～2％，粘合剂6～8％；
采用上述组分制备锂电池正极材料的制作方法，包括以下具体步骤：
步骤一：先将石墨导电剂及碳纳米管浆料放入高速真空搅拌机中，加入去离子水后，开启高速真空搅拌机进行搅拌，真空搅拌速度自转13～25rpm、公转2500～5760rpm，时间为15～20min，得到粗浆料；
步骤二：将纯度为二氧化锰、附加剂和粘合剂加入到粗浆料中，再次进行真空搅拌，真空搅拌速度自转13～25rpm、公转2500～5760rpm，时间为50～60min，得到正极浆料；
步骤三：将步骤二中处理过后的正极浆料放入高温烘箱进行干燥处理即可。
进一步的，为便于导出搅拌过程中产生的热量，所述高速真空搅拌机内有循环水冷却装置。
进一步的，为便于搅拌，不会使正极浆料呈流体状，所述正极浆料的重量是去离子水重量的3～4倍。
进一步的，为达到更好的分散效果，所述步骤一中与步骤二中，先开低速档搅拌30～60s，此时搅拌速度为自转13rpm、公转2500rpm，然后转为高速搅拌，搅拌速度为自转25rpm、公转5760rpm。先低速搅拌降低对设备的损耗，再高速搅拌保证正极浆料粘度较好。
进一步的，所述步骤三中，干燥处理包括挤压工序和烘干工序，挤压工序的压力为90～110kg/cm，挤压时间为30～120s，干燥工序的温度为120～150℃，干燥时间为20～24h。
进一步的，上述正极材料质量分数中，所述二氧化锰的纯度为88～92％。
本发明锂电池的正极材料及其制作方法的工作原理及有益效果为：本发明的锂电池正极材料制作方法，先将碳纳米管和石墨导电剂在湿的条件下先采用低速搅拌，对于设备的损耗会降低，避免碳纳米管由于密度较小，漂浮于液体表面，导致碳分散不好或者碳粉结团，再加入比重大的二氧化锰及粘结剂进行高速搅拌，混合均匀性良好，因为搅拌方式的优化，可以减短每一步的搅拌时间，从而提高搅拌的生产效率。减小浆料中的搅拌、分散力不能触及的区域，以进一步提高分散性，干燥必须采用挤压大量的水后再放于控制温度下进行纤维化，拌料均匀，有效控制粉尘飞扬，有利于保护环境及工人的身体健康。本发明缩短了搅拌所需要的时间，上述加工方法能够显著改善锂电池生产中电极浆料的均匀性与稳定性，进而提高锂电池生产过程的可控性和产品性能的一致性，同时，生产效率得以显著提高，且不破坏活性物质的电化学性能。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种锂电池的正极材料，其特征在于：所述正极材料由以下质量分数的组分制成：
二氧化锰85～92％，聚四氟乙烯乳液58～60％、石墨导电剂0.5～1.5％，碳纳米管浆料3.5～5％、附加剂1～2％，粘合剂6～8％；
采用上述组分制备锂电池正极材料的制作方法，包括以下具体步骤：
步骤一：先将石墨导电剂及碳纳米管浆料放入高速真空搅拌机中，加入去离子水后，开启高速真空搅拌机进行搅拌，真空搅拌速度自转13～25rpm、公转2500～5760rpm，时间为15～20min，得到粗浆料；
步骤二：将纯度为二氧化锰、附加剂和粘合剂加入到粗浆料中，再次进行真空搅拌，真空搅拌速度自转13～25rpm、公转2500～5760rpm，时间为50～60min，得到正极浆料；
步骤三：将步骤二中处理过后的正极浆料放入高温烘箱进行干燥处理即可。
2.根据权利要求1锂电池的正极材料其制作方法，其特征在于：所述的所述高速真空搅拌机内有循环水冷却装置。
3.根据权利要求1锂电池的正极材料其制作方法，其特征在于：所述正极浆料的重量是去离子水重量的3～4倍。
4.根据权利要求1锂电池的正极材料的制作方法，其特征在于：所述步骤一中与步骤二中，先开低速档搅拌30～60s，此时搅拌速度为自转13rpm、公转2500rpm，然后转为高速搅拌，搅拌速度为自转25rpm、公转5760rpm；先低速搅拌降低对设备的损耗，再高速搅拌保证正极浆料粘度较好。
5.根据权利要求1锂电池的正极材料其制作方法，其特征在于：所述步骤三中，干燥处理包括挤压工序和烘干工序，挤压工序的压力为90～110kg/cm，挤压时间为30～120s，干燥工序的温度为120～150℃，干燥时间为20～24h。
6.根据权利要求1锂电池的正极材料其制作方法，其特征在于：上述正极材料质量分数中，所述二氧化锰的纯度为88～92％。
CN202010793697.8A 2020-08-10 2020-08-10 一种锂电池的正极材料及其制作方法 Pending CN112072099A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010793697.8A CN112072099A (zh) 2020-08-10 2020-08-10 一种锂电池的正极材料及其制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010793697.8A CN112072099A (zh) 2020-08-10 2020-08-10 一种锂电池的正极材料及其制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112072099A true CN112072099A (zh) 2020-12-11

Family

ID=73661031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010793697.8A Pending CN112072099A (zh) 2020-08-10 2020-08-10 一种锂电池的正极材料及其制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112072099A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009176721A (ja) * 2007-12-25 2009-08-06 Kao Corp リチウム電池正極用複合材料
CN103208631A (zh) * 2012-01-17 2013-07-17 万向电动汽车有限公司 一种锂电池正极浆料及其制备方法
CN104134778A (zh) * 2014-07-29 2014-11-05 力佳电源科技(深圳)有限公司 锂锰一次性电池正极拌粉方法
CN110233242A (zh) * 2018-03-06 2019-09-13 天津鸿渐睿合科技有限公司 一种锂复合负极片材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009176721A (ja) * 2007-12-25 2009-08-06 Kao Corp リチウム電池正極用複合材料
CN103208631A (zh) * 2012-01-17 2013-07-17 万向电动汽车有限公司 一种锂电池正极浆料及其制备方法
CN104134778A (zh) * 2014-07-29 2014-11-05 力佳电源科技(深圳)有限公司 锂锰一次性电池正极拌粉方法
CN110233242A (zh) * 2018-03-06 2019-09-13 天津鸿渐睿合科技有限公司 一种锂复合负极片材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106848264A (zh) 一种多孔硅氧化物锂离子电池负极材料及其制备方法
CN106684381A (zh) 水性正极浆料及其制备方法
CN102637847B (zh) 一种制备高分散性锂电池正负极浆料的方法
JP2019536246A (ja) マイクロカプセルタイプのケイ素−炭素の複合負極材料、ならびにその製造方法およびその用途
CN103199258A (zh) 锂离子电池正极材料、正极制备方法及锂离子电池
CN110504430A (zh) 一种锂离子电池硅碳负极材料及其制备方法
CN106784654A (zh) 一种石墨烯包覆钴酸锂材料的制备方法
CN1595687A (zh) 一种锂二次电池正极材料及其制备与用途
CN108598561A (zh) 一种准固态锂离子导电电解质及其制备方法和应用
CN109411713A (zh) 含硅基材料的改性复合材料的机械共包覆方法、改性复合材料及锂离子电池
CN105047885B (zh) 一种具有高循环性能的锂硫电池正极材料及其制备方法
CN106450330B (zh) 一种锂电池专用异构石墨烯导电剂及其制备方法
CN105406071B (zh) 一种高倍率磷酸钒锂正极材料及其制备方法和应用
CN106025268A (zh) 锂电池水系正极浆料及其制备方法
CN105702926B (zh) 一种三维网络结构三元复合正极材料及其制备方法
CN114275777A (zh) 一种用于锂电负极的高石墨化度炭基材料的制备方法
CN102332562A (zh) 一种钛酸锂电池的负极浆料制备方法
CN102786048B (zh) 一种用于锂离子电池的导电剂的制备方法
CN104993142B (zh) 磺化石墨烯类锂电池正极添加剂及其应用
CN107749478A (zh) 一种锰酸锂‑三元动力锂离子电池
CN107749465A (zh) 一种磷酸铁锂‑ncm三元材料动力锂离子电池
CN106549148B (zh) 一种高温稳定的尖晶石锰酸锂-泡沫铝电极材料及制备方法
CN112072099A (zh) 一种锂电池的正极材料及其制作方法
CN107749462A (zh) 一种高性能锂离子动力电池负极材料
CN109686945B (zh) 一种低温自活化制备碳包覆锡基复合材料的方法

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

Address after: 563000 1st and 2nd floors of aerospace appliances, Xiejia community, Longkeng street, Bozhou District, Zunyi City, Guizhou Province

Applicant after: Guizhou Jinhang Electronic Appliance Co.,Ltd.

Address before: 563302 3rd floor, building A8, standard workshop, Zhujiang Road, economic development zone, Suiyang County, Zunyi City, Guizhou Province

Applicant before: GUIZHOU ZHONGZHI HUACHUANG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information