一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法
2023-04-25 20:25:31 3
一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法，包括混合磷酸鐵鋰漿料的步驟以及將混合好的磷酸鐵鋰漿料塗布於集流體的步驟，塗布之前先用鹼溶液處理集流體，所述處理是指將鹼溶液噴灑於集流體表面或者將集流體浸泡在鹼溶液中。本發明的方法能有效提高塗布效率，使漿料更容易的附著在集流體上，從而使極片在進行卷繞等操作時不會出現掉料的情況，有利於磷酸鐵鋰電池的推廣應用。
【專利說明】一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及鋰離子電池領域，具體涉及磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法【背景技術】
[0002]鋰離子電池自商品化以來，層狀氧化物LiCoO2正極材料，容量較高，循環壽命長，但是鈷資源匱乏、價格昂貴且具有毒性，因此尋求價格優廉、性能可靠、環境友好的正極材料成為鋰離子電池的重要研究方向。LiNi02、LiNixCcvxO2等層狀氧化物和以LiMn2O4為代表的尖晶石型正極材料在過去十年中得到廣泛研究，但是由於其各自存在的缺陷，制約了它們的發展前景。上世紀90年代末期以來，橄欖石型LiFePO4正極材料的研究引起廣大研究者的關注。橄欖石型LiFePO4正極材料具有原料豐富、價廉、無毒、環境友好、理論容量較高、熱穩定性和循環性能好等特點，有望成為新一代鋰離子電池正極材料。但是，這種LiFePO4正極材料的離子和電子導電性能不佳，導致充放電倍率性能不佳。這個缺點極大影響了 LiFePO4取代LiCoO2成為新一代鋰離子電池正極材料。研究者進一步發現，LiFePO4正極材料的這一缺陷可以通過製備超細顆粒來克服。通過增大材料比表面積，促進顆粒之間的相互接觸或者包覆導電炭能夠提高LiFePO4正極材料的導電性能。但隨之而來又出現新問題。隨著比表面積的增加，塗布所需的粘接劑和溶劑的量也大大的增加，給極片的塗布帶來了很大的困難，並且將極片製備成電芯或電池後，很容易出現掉料現象。目前，磷酸鐵鋰材料普遍存在塗布困難問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的就是針對現有技術的以上問題，提供一種能夠改善磷酸鐵鋰材料塗布效果的磷酸鐵鋰電池正極片的製備方法。為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案:
[0004]本發明公開了一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法，包括混合磷酸鐵鋰漿料的步驟以及將混合好的磷酸鐵鋰漿料塗布於集流體的步驟，塗布之前先用鹼溶液處理集流體，所述處理是指將鹼溶液噴灑於集流體表面或者將集流體浸泡在鹼溶液中。優選的，所述集流體為招箔。所述的鹼溶液選自氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氫氧化鋰溶液中的一種或幾種的混合。優選的，所述鹼溶液為氫氧化鋰溶液。所述鹼溶液的濃度為0.01-5mol/L。優選的，所述鹼溶液的濃度為0.2-lmol/L。所述用鹼溶液處理集流體的時間為5-60秒。
[0005]由於採用了以上的方案，使本發明具備的有益效果在於:
[0006]本發明的方法通過在塗布前先用鹼溶液處理集流體，能有效的去掉集流體表面的油汙，並且能輕微的腐蝕集流體，提高集流體表面的粗糙程度，使漿料更容易的附著在集流體上，從而使極片在進行卷繞等操作時不會出現掉料的情況。另一方面，由於漿料與集流體的粘接力加強，使得極片的面密度可以更高，有利於磷酸鐵鋰電池的推廣應用。
【具體實施方式】[0007]本發明提供一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法，包括混料的步驟以及塗布的步驟。混料是指將磷酸鐵鋰、增稠劑、導電劑、水以及粘結劑等進行混合製成磷酸鐵鋰漿料，該步驟可以採用現有技術中本領域技術人員熟知的方法。塗布是指將混合好的磷酸鐵鋰漿料均勻地塗覆於集流體上。本發明的方法中，在塗布之前先用鹼溶液對集流體進行處理，即將鹼溶液噴灑於集流體表面或者將集流體浸泡在鹼溶液中。正極片的集流體通常為鋁箔。所用的鹼溶液可以是氫氧化鈉溶液，氫氧化鉀溶液、氫氧化鋰溶液中的一種或幾種的混合。優選氫氧化鋰溶液。只所以優選氫氧化鋰，是因為使用氫氧化鋰腐蝕鋁箔時不會帶來別的金屬離子。
[0008]本發明的方法中，處理集流體的鹼溶液的濃度通常為0.01-5mol/L,優選
0.2-lmol/L。鹼溶液濃度太高，會提高腐蝕程度，破壞集流體；鹼溶液濃度太低，起不到腐蝕作用或腐蝕的時間太長。之所以選擇處理時間為5-60秒也是基於腐蝕程度方面的考慮。
[0009]下面通過具體的實施對本發明做進一步詳細的描述。
[0010]實施例1
[0011 ] 混料首先將4克增稠劑CMC用140克水打膠I小時，然後加入SP導電劑打導電膠2小時，同時磷酸鐵鋰和導電劑SFG-6幹混2小時，然後在加入40克水溼混2小時；將上述打好的導電膠30%加入到溼料磷酸鐵鋰中攪拌2小時，然後再加入剩餘導電膠70%攪拌3小時；在攪拌好的漿料中加入4克SBR，攪拌1.5小時；再加入20克水調節漿料粘度，然後進行篩料，完成漿料製備。
[0012]塗布將鋁箔放置於0.01mol/L的NaOH溶液中，或將NaOH溶液均勻噴灑在鋁箔的正反面，使之腐蝕60秒鐘，然後烘乾。再將混合好的漿料均勻塗覆在鋁箔上，烘乾，完成塗布。
[0013]實施例2
[0014]該實施例與實施例1基本相同，只是腐蝕鋁箔的溶液為5mol/L的LiOH溶液，處理時間為5秒鐘。
[0015]實施例3
[0016]該實施例與實施例1基本相同，只是腐蝕鋁箔的溶液為0.2mol/L的LiOH溶液，處理時間為30秒鐘。
[0017]實施例4
[0018]該實施例與實施例1基本相同，只是腐蝕鋁箔的溶液為lmol/L的KOH溶液，處理時間為20秒鐘。
[0019]實施例5
[0020]該實施例與實施例1基本相同，只是腐蝕鋁箔的溶液為0.4mol/L的LiOH溶液，處理時間為30秒鐘。
[0021]實施例6
[0022]該實施例與實施例1基本相同，只是腐蝕鋁箔的溶液為0.6mol/L的LiOH溶液，處理時間為20秒鐘。對比例
[0023]混料首先將4克CMC用140克水打膠I小時，然後加入SP導電劑打導電膠2小時，同時磷酸鐵鋰和導電劑SFG-6幹混2小時，然後在加入40克水溼混2小時；將上述打好的導電膠30%加入到溼料磷酸鐵鋰中攪拌2小時，然後再加入剩餘導電膠70%攪拌3小時；在攪拌好的漿料中加入4克SBR，攪拌1.5小時；再加入20克水調節漿料粘度，然後進行篩料，完成漿料製備。
[0024]塗布將混合好的漿料均勻塗覆在鋁箔上，烘乾，完成塗布。將上述各例製造的極片，按照18650型號的電池工藝要求裁切成所需的寬度，然後將該正極片與隔膜及負極片卷繞成電芯卷繞體。經檢測,各例中不良率(主要是極片掉料率)如下表所示:
[0025]
【權利要求】
1.一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法，包括混合磷酸鐵鋰漿料的步驟以及將混合好的磷酸鐵鋰漿料塗布於集流體的步驟，其特徵在於:塗布之前先用鹼溶液處理集流體，所述處理是指將鹼溶液噴灑於集流體表面或者將集流體浸泡在鹼溶液中。
2.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法，其特徵在於:所述集流體為鋁箔。
3.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法，其特徵在於:所述鹼溶液選自氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氫氧化鋰溶液中的一種或幾種的混合。
4.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法，其特徵在於:所述鹼溶液為氫氧化鉀溶液。
5.根據權利要求1-4任意一項所述的一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法，其特徵在於:所述鹼溶液的濃度為0.01-5mol/L。
6.根據權利要求5所述的一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法，其特徵在於:所述鹼溶液的濃度為0.2-5mol/L。
7.根據權利要求1-4和6中任意一項所述的一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法，其特徵在於:所述用鹼溶液處理集流體的時間為5-60秒。
8.根據權利要求5所述的一種磷酸鐵鋰電池正極片的製造方法，其特徵在於:所述用鹼溶液處理集流體的時間為5-60秒。
【文檔編號】H01M4/1397GK103762337SQ201110399831
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2011年12月6日 優先權日:2011年12月6日
【發明者】魏宇 申請人:魏宇