一種鋰離子電池負極極片的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種有效的提高負極極片的面密度的一種鋰離子電池負極極片的制備方法。步驟如下所述，1.采用模板法制備高孔隙率的納米多孔銅電極材料然后涂覆極片上；2.涂覆以石墨為主材料的漿料；3.烘干、并制備成鋰離子電池負極極片。本制備方法中納米多孔銅電極材料制備方法簡單，在室溫下一步反應完成，與利用脫合金、化學刻蝕等技術制備的納米多孔銅相比，本工藝制成的多孔銅金屬成分純凈單一，比表面積大，可以有效的提高鋰離子電池負極漿料在銅集流體上的附著力，增加鋰離子電池負極極片的面密度、改善膠粘劑的粘結效果，提高電池的容量和循環性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鋰離子電池
，尤其涉及一種鋰離子電池負極極片的制備方法。
技術介紹
近年來，世界能源系統正處于快速轉換過程中，新能源已從現有能源格局中脫穎而出，成為世界各國能源發展的新思路與新模式。同時鋰離子動力電池作為當前最有發展前景的綠色二次電池，具有循環壽命長、安全性能好、自放電低、無記憶效應、無污染等優勢。但是目前商業化的鋰離子電池通常采用以光滑的銅箔為負極集流體，表面張力較大，容易造成負極漿料與集流體間粘結性差，在極片的制備過程中易出現掉料、漏箔、面密度低等現象，嚴重影響電池的容量和循環性能。本專利技術通過簡便的化學還原方法制備出納米多孔銅作為負極集流體，具有較大的比表面積，達到500m2/g，具有較小的表面張力，可增加漿料在集流體上的潤濕性、進而提高極片的面密度。
技術實現思路
本專利技術目的是有效的提高負極極片的面密度，改善負極漿料與集流體間親和性差、粘結性不好等缺點，提供一種鋰離子電池負極極片的制備方法。本專利技術是通過如下技術方案實現的。一種鋰離子電池負極極片的制備方法，步驟如下所述，1.采用模板法制備高孔隙率的納米多孔銅電極材料然后涂覆極片上，納米多孔銅電極材料的制備過程為在含有多聚磷酸鹽的水溶液中加入用于制備金屬納米粒子的前驅體水溶液，在攪拌條件下，加入硼氫化合物作為還原劑，反應一定時間制得納米多孔銅；2.涂覆以石墨為主材料的漿料；3.烘干、并制備成鋰離子電池負極極片。根據所述的鋰離子電池負極極片的制備方法，所述的多聚磷酸鹽包括多聚磷酸鈉、多聚磷酸鉀、多聚磷酸銨的一種或多種。根據所述的鋰離子電池負極極片的制備方法，所述的多聚磷酸鹽的濃度為50mmol/L-100mmol/L。根據所述的鋰離子電池負極極片的制備方法，所述的水溶性金屬納米粒子前驅體為氯化銅水溶液。根據所述的鋰離子電池負極極片的制備方法，所述的還原劑包括硼氫化鈉、硼氫化鉀。根據所述的鋰離子電池負極極片的制備方法，所述漿料各組分占漿料固含量的質量比為導電劑：0.5%-5.5%，粘結劑：2%-8.5%，石墨：86%-96%，漿料的固含量為50%-80%。根據所述的鋰離子電池負極極片的制備方法，所述粘結劑為聚偏氟乙烯系列；漿料采用的溶劑為去離子水；導電劑為導電炭黑、KS系列石墨、碳納米管。本專利技術在制備鋰離子電池負極極片方面具有以下優點：1.納米多孔銅電極材料的制備方法簡單，在室溫下一步就可以完成反應，不會產生多余的廢物，成本低，產品為固體，容易分離，便于工業化生產制備；2.制備的納米多孔銅電極材料具有較大的比表面積，達到500m2/g，表面張力小，易于漿料在集流體上附著，增加負極顆粒與集流體間的結合強度，增加負極極片的面密度，進而可以提高以石墨為負極主材料的鋰電池的容量和電池的循環性能。附圖說明圖1為納米多孔銅電極材料物理形貌。具體實施方式本專利技術的一種鋰離子電池負極極片的制備方法，使用模板法制備高孔隙率的納米多孔銅電極材料，涂覆在極片上，然后再涂覆以石墨為主材料的漿料，烘干、并制備成鋰離子電池負極極片。模板法制備納米多孔銅電極材料的制備過程為：在含有多聚磷酸鹽的水溶液中加入用于制備金屬納米粒子前驅體水溶液，在攪拌的條件下，加入硼氫化合物作為還原劑，反應一定時間制得納米多孔銅。其中，多聚磷酸鹽包括多聚磷酸鈉、多聚磷酸鉀與多聚磷酸銨一種或多種。多聚磷酸鹽的濃度為50mmol/L-100mmol/L。上述方案中制備納米多孔銅電極材料所用的水溶性金屬納米粒子前驅體為氯化銅水溶液。上述方案中制備納米多孔銅電極材料所用的還原劑為各類硼氫化合物，優選為硼氫化鈉與硼氫化鉀。上述方案中漿料占漿料固含量的質量配比為：導電劑：0.5%-5.5%，粘結劑：2%-8.5%，石墨：86%-96%，漿料的固含量為50%-80%。上述方案中所述漿料中粘結劑為：聚偏氟乙烯（PVDF）系列；溶劑為：去離子水；導電劑為：導電炭黑或KS系列石墨、碳納米管。下面結合實施例對本專利技術作進一步詳細描述，需要指出的是，以下所述實施例旨在便于對本專利技術的理解，而對其不起任何限定作用。納米多孔銅電極材料的制備。所采取的優選方案為：取5mmol/L的氯化銅水溶液10mL加入到100mL5mmol/L的多聚磷酸鈉溶液中，在攪拌的條件下，逐滴加入5mL1mmol/L的硼氫化鈉水溶液，在室溫下持續攪拌10分鐘，即可得到納米多孔銅電極材料，其物理形貌如圖1所示。負極漿料制備工藝如下。實施例1本例中負極漿料中各物質的重量配比為石墨：粘結劑（PVDF-5130）：導電劑（KS-6）=92.5：5：2.5；溶劑為去離子水，固含量為67.5%。各物質在溶劑中充分混合并均勻攪拌成糊狀，制成負極漿料。實施例2本例中負極漿料中各物質的重量配比為石墨：粘結劑（PVDF-5130）：導電劑（KS-6）=93：3.5：3.5；溶劑為去離子水，固含量為70.5%。各物質在溶劑中充分混合并均勻攪拌成糊狀，制成負極漿料。實施例3本例中負極漿料中各物質的重量配比為石墨：粘結劑（PVDF-5130）：導電劑（KS-6）=94：2.5：3.5；溶劑為去離子水，固含量為73%。各物質在溶劑中充分混合并均勻攪拌成糊狀，制成負極漿料。將上述實例中制備的負極漿料分別均勻的涂敷于正常的銅箔和涂有納米多孔銅電極材料銅箔上，通過手壓式取樣器取樣，并通過電子稱測試雙面面密度為200±6g/m2，烘干；并在相同的壓實密度（1.85m2/g）下進行輥壓成極片。下表為不同實施例中通過壓敏膠帶持粘性測試儀測試的鋰離子電池負極極片的附著力比較。表1為采用不同實施例中的負極漿料分別涂敷于正常銅箔和納米多孔銅上制備的負極極片的附著力對比表格。以上所述的實施例對本專利技術的技術方案進行了詳細說明，應理解的是以上所述僅為本專利技術的具體實施例，并不用于限制本專利技術，凡在本專利技術的原則范圍內所做的任何修改和改進等，均應包含在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋰離子電池負極極片的制備方法，其特征在于：步驟如下所述，1).采用模板法制備高孔隙率的納米多孔銅電極材料然后涂覆極片上，納米多孔銅電極材料的制備過程為在含有多聚磷酸鹽的水溶液中加入用于制備金屬納米粒子的前驅體水溶液，在攪拌條件下，加入硼氫化合物作為還原劑，反應一定時間制得納米多孔銅；2).涂覆以石墨為主材料的漿料；3).烘干、并制備成鋰離子電池負極極片。

【技術特征摘要】
1.一種鋰離子電池負極極片的制備方法，其特征在于：步驟如下所述，1).采用模板法制備高孔隙率的納米多孔銅電極材料然后涂覆極片上，納米多孔銅電極材料的制備過程為在含有多聚磷酸鹽的水溶液中加入用于制備金屬納米粒子的前驅體水溶液，在攪拌條件下，加入硼氫化合物作為還原劑，反應一定時間制得納米多孔銅；2).涂覆以石墨為主材料的漿料；3).烘干、并制備成鋰離子電池負極極片。2.根據權利要求1所述的鋰離子電池負極極片的制備方法，其特征在于：所述的多聚磷酸鹽包括多聚磷酸鈉、多聚磷酸鉀、多聚磷酸銨的一種或多種。3.根據權利要求2所述的鋰離子電池負極極片的制備方法，其特征在于：所述的多聚磷酸鹽的濃度為50mmol/L...

【專利技術屬性】
技術研發人員：關成善，宗繼月，李濤，單傳省，周會，
申請(專利權)人：山東精工電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37