一種鋰離子電池及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)適用于鋰離子電池領(lǐng)域，提供了一種鋰離子電池及其制備方法。所述鋰離子電池的正極片表面涂覆有正極漿料，所述正極漿料在正極片兩側(cè)具有多個(gè)彼此分離開的棱條結(jié)構(gòu)，且相鄰兩條棱條之間的間隙寬度為0.1-5mm；所述棱條的長度為1-10mm，所述正極漿料的單側(cè)漿料厚度為60-70μm。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了上述正極片的制備方法，步驟如下：在真空條件下，將聚偏二氟乙烯與NMP按質(zhì)量比混合，攪拌；調(diào)整轉(zhuǎn)速，加入導(dǎo)電劑，攪拌；調(diào)整轉(zhuǎn)速，加入鎳鈷錳酸鋰，攪拌，制得正極漿料；用涂布機(jī)將正極漿料涂布成棱條狀。本發(fā)明專利技術(shù)的鋰離子電池，正極片上的正極漿料為棱條狀，增大了充放電過程中正極片上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的面積，更有利于鋰離子的快速脫出和嵌入，提高了電池的倍率性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于裡離子電池領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種裡離子電池及其制備方法。
技術(shù)介紹
隨著不可再生資源的不斷消耗和環(huán)境問題的日益凸顯，國家對新能源的研究和開 發(fā)越來越重視，尤其是節(jié)能減排方面的指標(biāo)性要求，使裡離子動(dòng)力電池在近年來發(fā)展十分 迅速，未來發(fā)展空間也是極其廣闊。在裡離子動(dòng)力電池的性能方面，循環(huán)性能一直是衡量其 優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。而現(xiàn)有裡離子動(dòng)力電池的循環(huán)壽命較短，難W滿足行業(yè)發(fā)展的需要。 裡離子電池通常分為疊片和卷繞兩種，疊片電池采用隔膜、負(fù)極片、隔膜、正極片 依次疊放的方式，而卷繞電池采用隔膜、負(fù)極片、隔膜、正極片依次疊放讓再W-定的張力 卷繞，相對而言，在有張力條件下的卷繞方式顯然比自然放置極片的疊片方式內(nèi)部更緊湊， 因此，卷繞電池內(nèi)部極片更難被電解液浸潤，保液量也不充足，影響了電池材料的性能的發(fā) 揮。卷繞電池內(nèi)部正、負(fù)極片面積對應(yīng)本身也是不對等的，內(nèi)層正極片單位面積對應(yīng)的負(fù)極 片面積比外層正極片單位面積對應(yīng)的負(fù)極片面積要小。 因此，現(xiàn)有卷繞裡離子動(dòng)力電池的電忍倍率循環(huán)性能較差和極片保液量不足，是 裡離子電池領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決卷繞裡離子電池電忍的倍率性能差和極片保液量不足的問題，本專利技術(shù)提供 了一種裡離子電池及其制備方法，旨在滿足行業(yè)發(fā)展對裡離子電池倍率性能和循環(huán)性能的 要求。 本專利技術(shù)是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于裡離子電池的正極片，所述正極片表面涂覆有正 極漿料，所述正極漿料在正極片兩側(cè)具有多個(gè)彼此分離開的棱條結(jié)構(gòu)，且相鄰兩條棱條之 間的間隙寬度為〇.l-5mm。 進(jìn)一步地，所述棱條的長度為1-lOmm，所述正極漿料的單側(cè)漿料厚度為60-70WI1。 [000引進(jìn)一步地，所述正極漿料的制備原料包括儀鉆儘酸裡、聚偏二氣乙締及導(dǎo)電劑;所 述儀鉆儘酸裡、聚偏二氣乙締及導(dǎo)電劑的質(zhì)量比為95~100:2~3:2~3。 進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電劑包括SP導(dǎo)電劑（炭黑導(dǎo)電劑）和/或KS-6導(dǎo)電劑（石墨導(dǎo)電 劑)。 進(jìn)一步地，所述正極漿料過150-200目篩。 為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)還提供了一種正極片的制備方法，包括W下步驟： (1)在真空條件下，將聚偏二氣乙締與醒P(N-甲基化咯燒酬）按一定比例混合，進(jìn) 行第一次攬拌； (2)調(diào)整轉(zhuǎn)速后，加入導(dǎo)電劑，進(jìn)行第二次攬拌； (3)調(diào)整轉(zhuǎn)速后，加入儀鉆儘酸裡，進(jìn)行第S次攬拌，制得正極漿料； (4)用涂布機(jī)將正極漿料涂布成棱條狀。進(jìn)一步地，所述聚偏二氣乙締與NMP的質(zhì)量比為1-10:100;所述第一次攬拌的速率 為20-100巧m，時(shí)間為1-化。 進(jìn)一步地，所述第二次攬拌的速率為800-1300巧m，時(shí)間為1-1.化。 進(jìn)一步地，所述第S次攬拌的速率為800-1000巧m，時(shí)間為1-1.化。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)還提供了一種裡離子電池，包括上述所述的正極片。 本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:本專利技術(shù)的裡離子電池，正極片上的正極漿 料覆涂成棱條結(jié)構(gòu)，負(fù)極仍然采用常規(guī)的結(jié)構(gòu)，增大了充放電過程中正極片上發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)的面積，更有利于裡離子的快速脫出和嵌入，提高了電池的倍率性能。另外，正極片凹槽 處也是電解液的良好港灣，能保證吸附充足的電解液。本專利技術(shù)提供的裡離子電池的制備方 法，操作簡單，原料成本較低，既滿足行業(yè)發(fā)展需要，又便于工業(yè)化生產(chǎn)，具有實(shí)際應(yīng)用意 義。【附圖說明】 圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的卷忍裡離子電池的內(nèi)部剖面圖。 圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例提供的涂布漿料后、進(jìn)行卷繞前的正極片單側(cè)漿料的結(jié)構(gòu)示 意圖，其中圖2a為左視圖，圖化為俯視圖。圖3是實(shí)施例的裡離子電池的循環(huán)性能測試結(jié)果圖。【具體實(shí)施方式】為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本專利技術(shù)，并 不用于限定本專利技術(shù)。卷繞裡離子電池是采用隔膜、負(fù)極、隔膜、正極依次疊放然后卷繞，經(jīng)過裝配、烘 烤、注液、封口制得成品電池。具體如圖1中所示，1為負(fù)極內(nèi)層，2為銅錐，3為負(fù)極外層，4為 隔膜，5為正極內(nèi)層，6為侶錐，7為正極外層。按照本專利技術(shù)的技術(shù)方案制備卷繞裡離子電池，首先制備本專利技術(shù)中的具有特殊結(jié)構(gòu) 的正極片，過程如下： (1)按照儀鉆儘酸裡、聚偏二氣乙締及導(dǎo)電劑的質(zhì)量比為為95~100:2~3:2~3， 準(zhǔn)備運(yùn)幾種原料； (2)將聚偏二氣乙締與NMP按比例1-10:100將兩種物質(zhì)加入到配料罐中，調(diào)為真空 狀態(tài)，W速率20-100巧m攬拌1-化；(3)調(diào)整轉(zhuǎn)速為800-1300巧m，加入導(dǎo)電劑SP和/或KS-6，攬拌1 -1.化； (4)調(diào)整轉(zhuǎn)速為800-1000巧m，加入儀鉆儘酸裡，攬拌1-1.化，制得正極漿料，并將 正極漿料過150-200目篩； (5)使用涂布機(jī)將正極漿料在正極片的同一側(cè)涂布成棱條結(jié)構(gòu)，且相鄰兩條棱條 之間的間隙寬度為〇.l-5mm;所述棱條的長度為1-lOmm，所述正極漿料的單側(cè)漿料厚度為 60_70咖。 制備負(fù)極片，過程如下： (1)先把CMC(簇甲基纖維素鋼)和溶劑水按質(zhì)量比1-3:100投入到配料罐中，調(diào)為 真空狀態(tài)，W轉(zhuǎn)速20-100巧m攬拌l-4h; (2)將轉(zhuǎn)速調(diào)整為800-1300巧m，加入導(dǎo)電劑SP，攬拌1-化；(3)將轉(zhuǎn)速調(diào)整為1000-120化pm，加入負(fù)極石墨材料攬拌1-化； (4)將轉(zhuǎn)速調(diào)整為1000-12(K)rpm，加入SBR(下苯橡膠），攬拌化，制得負(fù)極漿料，并 將負(fù)極漿料過150-200目篩； (5)負(fù)極使用常規(guī)涂布方式，使負(fù)極的涂布面密度均小于正極最厚處的面密度。制備卷繞裡離子電池，按照現(xiàn)有技術(shù)中的卷繞裡離子電池的組成，將上述制得的 正極片和負(fù)極片制得本專利技術(shù)的卷繞裡離子電池。 如圖2a和圖化中所示，按照本技術(shù)方案制備的涂覆有正極漿料的正極片的單側(cè)漿 料的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中8為棱條狀的正極漿料，9為相鄰棱條之間的間隙，10為正極片。其中， 9的寬度為0.1-5mm，8的長度為l-10mm，8的厚度為60-70皿。在本專利技術(shù)中，棱條狀的正極漿料8增大了漿料的表面積，也即增大了充放電過程中 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的面積，更有利于裡離子的快速脫出和嵌入，提高倍率性能。正極片10上的9 處也是電解液的良好港灣，能保證吸附充足的電解液。注液后有小間隙9的正極片相比常規(guī) 沒有間隙的正極片，能吸附更多的電解液，運(yùn)是因?yàn)樵谘e離子電池中，伴隨著充放電過程， 正負(fù)極會有嵌裡和脫裡的化學(xué)反應(yīng)，從微觀結(jié)構(gòu)看是正極材料或負(fù)極材料層間距的增大， 表現(xiàn)為正、負(fù)極片的膨脹，勢必?cái)D走處于正、負(fù)極片中間的電解液，而本專利技術(shù)的正極片將明 顯改善運(yùn)種極片中缺少電解液的現(xiàn)象，提高電池的循環(huán)性能。裡離子電池內(nèi)層正極片和外 層正極片單位面積對應(yīng)的負(fù)極片面積不相同，會導(dǎo)致負(fù)極片相對于正極片的過量不一致， 某些位置過量太多浪費(fèi)容量，某些位置又過量不足造成析裡。在本專利技術(shù)中，由于正極片眾多 小間隙的存在，可W有效解決內(nèi)層正極片和外層正極片單位面積對應(yīng)的負(fù)極片面積不相同 的問題。 在正極片制備時(shí)，配料罐需進(jìn)行抽真空使?jié){料中氣泡減少，并對漿料進(jìn)行過150-200目篩，運(yùn)可W使?jié){料在使用涂布機(jī)涂布時(shí)可W涂出盡可能多的小當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于鋰離子電池的正極片，所述正極片表面涂覆有正極漿料，其特征在于，所述正極漿料在正極片兩側(cè)具有多個(gè)彼此分離開的棱條結(jié)構(gòu)，且相鄰兩條棱條之間的間隙寬度為0.1?5mm。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黎明旭，彭海林，何有奇，李瑤，
申請(專利權(quán))人：深圳市沃特瑪電池有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44