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【技術實現步驟摘要】
本申請實施例涉及鋰離子電池,具體涉及一種鋰離子電池、正極片及其制備方法。
技術介紹
1、由于碳納米管具有較好的導電性,所以碳納米管通常會被選作正極漿料中的粘結劑,以使制備出的正極片具有較好的電化學性能。但是受制于耗時耗能的生產工藝,碳納米管的實際應用成本較高。
2、此外,由于碳納米管具有較高的表面能,使碳納米管還存在因易團聚導致分散不均勻,難以與其他材料混合使用的問題。
3、故本申請提出了一種替代碳納米管的正極片制備方法,以避免碳納米管做粘結劑時所帶來的問題。
技術實現思路
1、本申請提供一種鋰離子電池、正極片及其制備方法,能夠降低正極片的生產加工成本。
2、第一方面,本申請提供一種正極片的制備方法,包括步驟:
3、將粘結劑、分散劑和導電劑攪拌均勻,制得混合物。
4、將第一部分溶劑加入混合物,攪拌均勻,制得第一漿料。
5、將第一部分正極活性材料和第二部分溶劑加入第一漿料,攪拌均勻,制得第二漿料。
6、將第二部分正極活性材料加入第二漿料,攪拌均勻,制得第三漿料。
7、將第三漿料加入行星攪拌機中,高速攪拌,攪拌時間為150~250min,制得第四漿料。
8、將第四漿料加入行星攪拌機中,慢速攪拌,制得正極漿料。
9、將正極漿料均勻涂覆于集流體的表面,干燥后,制得正極片。
10、其中,導電劑為導電炭黑,電極漿料的固含量為70%~71%,導電炭黑在電極漿料中的質
11、通過上述方案,上述分次加入溶劑和正極活性材料的方式,可以使正極漿料中的物質分多次攪拌均勻,降低每次攪拌時的工作量和攪拌均勻的難度,從而提高正極漿料中各物質的分散程度,以使正極片具有較好的電化學性能和穩定性。其中,多次加入溶劑的方式還可以使加工材料能夠較充分地溶解于溶劑,減少加工損耗、降低攪拌的阻力,以降低攪拌加工的難度,提高加工材料的利用率,從而能夠一定程度地降低正極片的生產加工成本。漿料的攪拌均勻性與攪拌的轉速和時間息息相關,一般來說,攪拌的轉速越高,攪拌的時間越長,漿料的攪拌均勻性越好。因此對第三漿料進行較長時間高速攪拌可以進一步提高正極漿料的攪拌均勻性,以提高正極漿料中各物質的分散程度。此外,與碳納米管相比,導電炭黑的導電性較差,上述制備方法能夠通過增加正極漿料的均勻分散性,提高正極片的導電性,以彌補導電炭黑帶來的導電性損失的問題。
12、在一種可能的設計中,粘結劑、分散劑和導電劑的攪拌時間為200~300min。
13、通過上述方案,較長的攪拌時間可以使粘結劑、分散劑和導電劑在溶劑中分散的更加均勻,以使第一漿料具有較好的均一性。分散均勻的粘結劑可以使正極漿料的涂層具有更好的剝離強度和結構穩定性,從而使正極片具有較好的穩定性。
14、在一種可能的設計中,行星攪拌機高速攪拌時的自轉轉速為1500~2000rpm,行星攪拌機慢速攪拌時的自轉轉速為400rpm~600rpm。
15、在一種可能的設計中,第一部分正極活性材料與第二部分正極活性材料的質量比為(40~60):(40~60)。
16、通過上述方案,第一部分正極活性材料與第二正極活性材料的質量比較為接近1,即第一部分正極活性材料與第二正極活性材料的添加量較為接近,這種方式可以使正極活性材料與其他材料混合使用時方便攪拌,避免一次加入的正極活性材料過多導致攪拌混合的效果較差。
17、在一種可能的設計中,第一部分溶劑與第二部分溶劑的質量比為(50~70):(30~50)。
18、通過上述方案,由于第一部分溶劑需要溶解的物質較多,適當地增大第一部分溶劑溶劑的添加量可以提高溶劑的溶解效果,以便于漿料的攪拌加工。
19、在一種可能的設計中,正極活性材料在電極漿料的質量占比為96~97%,且正極活性材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、三元正極材料和磷酸鐵鋰中的至少一種。
20、通過上述方案,正極活性材料的主要作用是提供正極材料所需的電化學特性,包括鋰離子的嵌入和脫嵌,從而實現電池的充放電過程。正極活性材料決定了電池的能量密度、電壓平臺、充放電循環壽命等關鍵性能參數。
21、在一種可能的設計中,粘結劑在電極漿料中的質量占比為1~2%,且粘結劑包括聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚丙烯酸、聚酰亞胺中的至少一種。
22、通過上述方案,粘結劑的主要作用是將正極活性材料、導電劑以及集流體等粘合在一起,形成堅固的電極結構,以使正極片具有較好的穩定性。
23、在一種可能的設計中,分散劑在電極漿料中的質量占比為0.05~0.1%,且分散劑包括聚乙烯醇、聚丙烯酸、磺酸鹽、硫酸鹽中的至少一種。
24、通過上述方案,分散劑在正極漿料中的主要作用是改善各物質在漿料中的分散性,防止顆粒團聚,確保漿料的均勻性和穩定性。具體地,由于正極漿料中部分物質的表面能較高,容易發生團聚現象,會影響正極片的性能。分散劑的加入可以有效降低活性物質顆粒之間的表面張力,提高它們在溶劑中的分散性,從而避免顆粒的團聚。
25、第二方面,本申請還提供了一種正極片,采用第一方面的制備方法制得。
26、上述第二方面以及上述第二方面的各可能的設計中所提供的正極片,其有益效果可以參見上述第一方面和第一方面的各可能的實施方式所帶來的有益效果,在此不再贅述。
27、第三方面,本申請還提供了一種鋰離子電池,包括負極片、隔膜和第二方面的正極片。
28、上述第三方面以及上述第三方面的各可能的設計中所提供的鋰離子電池,其有益效果可以參見上述第一方面和第一方面的各可能的實施方式所帶來的有益效果,在此不再贅述。
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1.一種正極片的制備方法,其特征在于,包括步驟:
2.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述粘結劑、分散劑和導電劑的攪拌時間為200~300min。
3.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述行星攪拌機高速攪拌時的自轉轉速為1500~2000rpm,所述行星攪拌機慢速攪拌時的自轉轉速為400rpm~600rpm。
4.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述第一部分正極活性材料與所述第二部分正極活性材料的質量比為(40~60):(40~60)。
5.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述第一部分溶劑與所述第二部分溶劑的質量比為(50~70):(30~50)。
6.根據權利要求1~5所述的制備方法,其特征在于,所述正極活性材料在所述電極漿料的質量占比為96~97%,且所述正極活性材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、三元正極材料和磷酸鐵鋰中的至少一種。
7.根據權利要求1~5所述的制備方法,其特征在于,所述粘結劑在所述電極漿料中的質量占比為1~2%,且所述粘結劑包括聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁
8.根據權利要求1~5所述的制備方法,其特征在于,所述分散劑在所述電極漿料中的質量占比為0.05~0.1%,且所述分散劑包括聚乙烯醇、聚丙烯酸、磺酸鹽、硫酸鹽的至少一種。
9.一種正極片,其特征在于,采用如權利要求1-8任一項所述的制備方法制得。
10.一種鋰離子電池,其特征在于,包括負極片、隔膜和如權利要求9所述的正極片。
...【技術特征摘要】
1.一種正極片的制備方法,其特征在于,包括步驟:
2.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述粘結劑、分散劑和導電劑的攪拌時間為200~300min。
3.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述行星攪拌機高速攪拌時的自轉轉速為1500~2000rpm,所述行星攪拌機慢速攪拌時的自轉轉速為400rpm~600rpm。
4.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述第一部分正極活性材料與所述第二部分正極活性材料的質量比為(40~60):(40~60)。
5.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述第一部分溶劑與所述第二部分溶劑的質量比為(50~70):(30~50)。
6.根據權利要求1~5所述的制備方法,其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員:郭品崢,
申請(專利權)人:蘭鈞新能源科技有限公司,
類型:發明
國別省市:
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