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CN102593413A - 一种提高电流密度的极片制备方法 - Google Patents

一种提高电流密度的极片制备方法 Download PDF

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CN102593413A CN2012100124077A CN201210012407A CN102593413A CN 102593413 A CN102593413 A CN 102593413A CN 2012100124077 A CN2012100124077 A CN 2012100124077A CN 201210012407 A CN201210012407 A CN 201210012407A CN 102593413 A CN102593413 A CN 102593413A
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Inventor
邢长生
李瑞建
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Zhejiang Chaowei Chuangyuan Industrial Co Ltd
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Zhejiang Chaowei Chuangyuan Industrial Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种提高电流密度的极片制备方法，包括以下步骤：步骤一：基体的清洗；步骤二：导电层浆料的制备；步骤三：导电层的制备；步骤四：活性物质浆料的制备；步骤五：涂布制片。在基体和活性物之间形成过渡导电层，通过该方法制备的极片用于制造磷酸铁锂电池后能够保证该磷酸铁锂电池的倍率性能好、循环寿命长。

Description

一种提高电流密度的极片制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种提高电流密度的极片制备方法。
背景技术
随着人们对能源要求的提高，锂离子电池由小型化向大型化方向发展，高能量和高功率的锂离子电池产品会陆续面世。考虑到大型锂离子电池的安全性能，磷酸铁锂电池得到包括用户和制造厂家的认可，但是磷酸铁锂电池的大电流性能始终不能满足用户的需要。为了解决磷酸铁锂电池的大电流性能，很多科学研究者从改善磷酸铁锂材料的结构和理化指标入手，例如通过掺杂其他金属离子的方法，通过纳米化工艺减小颗粒的粒径等，这些措施都达到了很好的效果，但是磷酸铁锂电池的大电流性能不仅仅取决于正极材料性能，极片的制造工艺也对磷酸铁锂电池的大电流性能有较大影响。实践证明，大电流性能好的极片要求活性物质内部胶的含量相对较少，而活性物质与基材两相界面要求粘接牢固且电阻小。目前行业内电池极片的制备方法是通过制造浆料(含活性物质、粘接剂、导电剂、溶剂)，然后涂覆在基体表面，烘干，压实，制片得到电池极片，这种极片制备方法没有考虑活性物质内部与活性物质与基体两相界面的差异，在两相界面存在导电性较差的磷酸铁锂材料，导致利用该极片制造的磷酸铁锂电池倍率性能差、循环寿命短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高电流密度的极片制备方法，在基体和活性物之间形成过渡导电层，通过该方法制备的极片用于制造磷酸铁锂电池后能够保证该磷酸铁锂电池的倍率性能好、循环寿命长。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：一种提高电流密度的极片制备方法，包括以下步骤：
步骤一：基体的清洗：采用30％的冰醋酸溶液对基体进行清洗1～10分钟；
步骤二：导电层浆料的制备：先将溶剂和分散剂加入容器内，搅拌均匀后加入导电剂，搅拌至均匀后加入粘接剂，搅拌均匀后用氨水调节pH为9，边调节边搅拌至均匀，抽取真空除去气泡，所述导电剂、溶剂、分散剂、粘接剂的质量比为0.1～40∶98～50∶0.5～1.0∶1.4～9.0；
步骤三：导电层的制备：控制丝网印刷厚度为0.1～10μm，将步骤二中制得的导电层浆料均匀的印刷在步骤一中制得的基体表面并干燥；
步骤四：活性物质浆料的制备：将活性物质、溶剂、粘接剂、导电剂按照质量比为35～55∶58～38∶1～6∶6～1的比例混合，分散均匀后真空除去气泡；
步骤五：涂布制片：将步骤四中制得的活性物质浆料均匀的涂布在步骤三中制得的导电层表面并烘干、压实、制片。
作为优选，所述步骤一中的基体为铜箔或者铝箔。
作为优选，所述步骤二和步骤四中的导电剂为乙炔黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、导电高分子中的一种或者任意几种的混合物。
作为优选，所述步骤二和步骤四中的溶剂为N-吡咯烷酮、去离子水中的一种或者两者的混合物。
作为优选，所述步骤二中的分散剂为单宁酸。
作为优选，所述步骤二和步骤四中的粘接剂为偏聚四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶、羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶、天然橡胶的一种或任意几种的混合物。
有益效果：
本发明采用上述技术方案提供一种提高电流密度的极片制备方法，在基体和活性物之间形成过渡导电层，通过该方法制备的极片用于制造磷酸铁锂电池后保证了该磷酸铁锂电池的倍率性能好、循环寿命长。
附图说明
图1为本发明中丝网印刷导电层后的基体的结构示意图；
图2为本发明中丝网印刷导电层后的基体的表面照片；
图3为采用本发明制备的极片与普通工艺制备的极片分别用于制造电池后，电池的交流阻抗对比图；
图4为采用本发明制备的极片与普通工艺制备的极片分别用于制造电池后，电池在不同倍率的放电下电池容量保持率的对比曲线图；
图5为采用本发明制备的极片用于制造电池后，电池在不同循环次数下电池容量保持率的曲线图。
具体实施方式
实施例一：
一种提高电流密度的极片制备方法，包括以下步骤：将20μm的铝箔浸泡在冰乙酸中2分钟后，经过烘箱干燥备用，清洗的目的是为了去除基体表面的油污、增加基体的比表面积；称取7.00kg去离子水、1.00kgN-吡咯烷酮和0.06kg单宁酸混合搅拌均匀后，加入0.84kg片状石墨和0.30kg导电石墨，搅拌均匀，加入0.80kg聚四氟乙烯粉料，分散均匀后抽真空；调节丝网印刷机的印刷厚度，并试印刷成功后，将导电层浆料均匀的丝印在铝箔上，保持印刷厚度为0.5μm，并干燥(丝网印刷导电层后的基体的结构如图1所示，其中1为铝箔，2为导电层；基体的表面如图2所示)；活性物浆料的配置按照22.00kg磷酸铁锂、24.00kg去离子水、1.00kgN-吡咯烷酮、1.50kg聚四氟乙烯、1.10kg石墨、0.40kg乙炔黑混合分散均匀后抽真空；将活性物浆料涂布在导电层上面，并烘干、压实、制片。
活性物质是指蓄电池放电时通过化学反应产生电能、在充电时又恢复为原组分的极板物质，比如在锂电池中金属锂就是负极材料的活性物质。
本发明制备的极片与普通工艺制备的极片的柔软度的对比如表1所示：
表1
Figure BDA0000131225940000041
极片越柔软，极片的内部应力越小，有利于极片在组装过程中保持原状组装成无缺陷的电池。柔软度的对比中(直至极片出现裂痕甚至破坏的次数)，对折次数越多，极片柔性越好。
如图3所示，为采用本发明制备的极片与普通工艺制备的极片分别用于制造电池后，电池的交流阻抗对比图。通过平衡电路测量电池的内阻不能反映正极极片内部电阻的情况，图3中是采用了交流阻抗来模拟正极极片内部阻抗的数值。图3中，高频区的半圆反映的是电解质/氧化物电极界面的电荷传输所引起的阻抗，通过模拟得到该阻抗值分别为2.8mΩ和4.2mΩ，显然通过本发明专利制备的极片界面阻抗明显减小。
图4为采用本发明制备的极片与普通工艺制备的极片分别用于制造电池后，电池在不同倍率的放电下电池容量保持率的对比曲线图。由图4可以看出采用本发明制备的极片用于制造电池后，电池在不同倍率的放电下电池容量保持率高。图5为采用本发明制备的极片用于制造电池后，电池在不同循环次数下电池容量保持率的曲线图。
实施例二：
一种提高电流密度的极片制备方法，包括以下步骤：将20μm的铝箔浸泡在冰乙酸中2分钟后，经过烘箱干燥备用；称取7.40kg去离子水、0.80kgN-吡咯烷酮和0.06kg单宁酸混合搅拌均匀后，加入0.64kg片状石墨和0.60kg导电石墨，搅拌均匀，加入0.80kg偏聚四氟乙烯，分散均匀后抽真空；调节丝网印刷机的印刷厚度，试印刷成功后，将导电层浆料均匀的丝印在铝箔上，保持印刷厚度为1.0μm，并干燥；活性物浆料涂布在导电层上面，并烘干、压实、制片。
实施例三：
一种提高电流密度的极片制备方法，包括以下步骤：将20μm的铝箔浸泡在冰乙酸中2分钟后，经过烘箱干燥备用；称取7.40kg去离子水、0.80kgN-吡咯烷酮和0.06kg单宁酸混合搅拌均匀后，加入0.64kg片状石墨和0.60kg导电石墨，搅拌均匀，加入0.90kg L133(成都茵地乐电源科技有限公司所制造的丁腈橡胶和丁苯橡胶的混合物)，分散均匀后抽真空；调节丝网印刷机的印刷厚度，并试印刷成功后，将导电层浆料均匀的丝印在铝箔上，保持印刷厚度为1.5μm，并干燥；活性物浆料涂布在导电层上面，并烘干、压实、制片。
通过本发明制备的极片用于制造电池后具有如下优点：1、由于石墨是层状结构，在层面方向能够发生滑移，极片的柔韧性有效改善；2、通过界面导电层与活性物质内部差异化，电池内阻变小；3、由于内阻的减小，电池倍率充放电极化减小，电池倍率性能改善；4、电池充放电过程中极片的收缩和膨胀过程中产生的应力会导致两相界面的剥离。导电层的存在，在基体和活性物质层之间形成了一种过渡层，有效防止两相界面的损坏，电池循环性能得到改善。

Claims (6)

1.一种提高电流密度的极片制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：基体的清洗：采用30％的冰醋酸溶液对基体进行清洗1～10分钟；
步骤二：导电层浆料的制备：先将溶剂和分散剂加入容器内，搅拌均匀后加入导电剂，搅拌至均匀后加入粘接剂，搅拌均匀后用氨水调节pH为9，边调节边搅拌至均匀，抽取真空除去气泡，所述导电剂、溶剂、分散剂、粘接剂的质量比为0.1～40∶98～50∶0.5～1.0∶1.4～9.0；
步骤三：导电层的制备：控制丝网印刷厚度为0.1～10μm，将步骤二中制得的导电层浆料均匀的印刷在步骤一中制得的基体表面并干燥；
步骤四：活性物质浆料的制备：将活性物质、溶剂、粘接剂、导电剂按照质量比为35～55∶58～38∶1～6∶6～1的比例混合，分散均匀后真空除去气泡；
步骤五：涂布制片：将步骤四中制得的活性物质浆料均匀的涂布在步骤三中制得的导电层表面并烘干、压实、制片。
2.根据权利要求1所述的一种提高电流密度的极片制备方法，其特征在于：所述步骤一中的基体为铜箔或者铝箔。
3.根据权利要求1所述的一种提高电流密度的极片制备方法，其特征在于：所述步骤二和步骤四中的导电剂为乙炔黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、导电高分子中的一种或者任意几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种提高电流密度的极片制备方法，其特征在于：所述步骤二和步骤四中的溶剂为N-吡咯烷酮、去离子水中的一种或者两者的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种提高电流密度的极片制备方法，其特征在于：所述步骤二中的分散剂为单宁酸。
6.根据权利要求1所述的一种提高电流密度的极片制备方法，其特征在于：所述步骤二和步骤四中的粘接剂为偏聚四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶、羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶、天然橡胶的一种或任意几种的混合物。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102903892A (zh) * 2012-10-18 2013-01-30 江苏富朗特新能源有限公司 一种工业用储能型锂电池极片的制作方法
CN103165899A (zh) * 2012-12-07 2013-06-19 深圳市海太阳实业有限公司 一种正极极片及其制备方法、电池
CN103413693A (zh) * 2013-05-24 2013-11-27 宁波南车新能源科技有限公司 一种超级电容器的制造方法
CN103956460A (zh) * 2014-04-15 2014-07-30 洛阳月星新能源科技有限公司 一种用于提高磷酸铁锂电池循环使用寿命的方法
CN103972471A (zh) * 2014-04-19 2014-08-06 东风商用车有限公司 一种大倍率磷酸铁锂电池的正极极片及其制作方法
CN104388996A (zh) * 2014-10-30 2015-03-04 苏州禾川化学技术服务有限公司 一种黑孔化液及其制备方法
CN105406077A (zh) * 2015-11-24 2016-03-16 青岛能迅新能源科技有限公司 一种锂离子电池正极的纳米级导电涂层材料及其制备方法
CN114388725A (zh) * 2020-10-21 2022-04-22 深圳格林德能源集团有限公司 一种锂离子电池正极极片及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101174685A (zh) * 2007-10-26 2008-05-07 中南大学 一种锂离子电池正极或负极极片及其涂布方法
CN101262054A (zh) * 2008-03-24 2008-09-10 万向集团公司 聚合物锂电池阴阳极片生产工艺
CN102034981A (zh) * 2010-10-26 2011-04-27 东莞新能源科技有限公司 一种锂离子电池负极用集流体
US20110159376A1 (en) * 1999-11-23 2011-06-30 Sion Power Corporation Protection of anodes for electrochemical cells

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110159376A1 (en) * 1999-11-23 2011-06-30 Sion Power Corporation Protection of anodes for electrochemical cells
CN101174685A (zh) * 2007-10-26 2008-05-07 中南大学 一种锂离子电池正极或负极极片及其涂布方法
CN101262054A (zh) * 2008-03-24 2008-09-10 万向集团公司 聚合物锂电池阴阳极片生产工艺
CN102034981A (zh) * 2010-10-26 2011-04-27 东莞新能源科技有限公司 一种锂离子电池负极用集流体

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102903892A (zh) * 2012-10-18 2013-01-30 江苏富朗特新能源有限公司 一种工业用储能型锂电池极片的制作方法
CN103165899A (zh) * 2012-12-07 2013-06-19 深圳市海太阳实业有限公司 一种正极极片及其制备方法、电池
CN103413693A (zh) * 2013-05-24 2013-11-27 宁波南车新能源科技有限公司 一种超级电容器的制造方法
CN103413693B (zh) * 2013-05-24 2016-01-13 宁波南车新能源科技有限公司 一种超级电容器的制造方法
CN103956460A (zh) * 2014-04-15 2014-07-30 洛阳月星新能源科技有限公司 一种用于提高磷酸铁锂电池循环使用寿命的方法
CN103956460B (zh) * 2014-04-15 2016-03-16 洛阳月星新能源科技有限公司 一种用于提高磷酸铁锂电池循环使用寿命的方法
CN103972471A (zh) * 2014-04-19 2014-08-06 东风商用车有限公司 一种大倍率磷酸铁锂电池的正极极片及其制作方法
CN104388996A (zh) * 2014-10-30 2015-03-04 苏州禾川化学技术服务有限公司 一种黑孔化液及其制备方法
CN105406077A (zh) * 2015-11-24 2016-03-16 青岛能迅新能源科技有限公司 一种锂离子电池正极的纳米级导电涂层材料及其制备方法
CN114388725A (zh) * 2020-10-21 2022-04-22 深圳格林德能源集团有限公司 一种锂离子电池正极极片及其制备方法

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