一種鋰離子二次電池極片的製作方法
2023-05-28 01:31:11
一種鋰離子二次電池極片的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋰離子二次電池極片，分為正極極片和負極極片，正極極片由鎳鈷錳酸鋰73.0％～75.5％，錳酸鋰17.0％～20.0％，乙炔黑(SP，粒徑為40-45nm)4.25％～4.75％，PVDF(聚偏二氟乙烯)2.75％～3.25％的配方配比配製而成，鎳鈷錳酸鋰由鎳酸鋰∶錳酸鋰∶鈷酸鋰的比為1∶1∶1三種粉末配製而成，負極極片由石墨87.5％～90.5％，乙炔黑(SP，粒徑為40-45nm)2.75％～3.25％，乙炔黑A(SP，粒徑為30-35nm)2.75％～3.25％，PVDF(聚偏二氟乙烯)4.5％～5.5％，草酸0.09％～0.11％的配方配比配製而成，採用本發明的鋰離子二次電池極片，使電芯的最大瞬間放電電流達到30C，處於同行業先進水平。
【專利說明】 一種鋰離子二次電池極片
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種鋰離子二次電池極片，屬於鋰離子電池領域。
【背景技術】
[0002]大倍率性能鋰離子二次電池廣泛應用於礦燈、電動工具及一些大型設備，特別是用在軍事方面，戰術便攜裝備(如通信、指揮、偵察和定位等設備)多以鋰離子電池為核心供電單元，能夠滿足多種使用模式下的設備用電需求。
[0003]國內外對大倍率性鋰離子二次電池的研究也不斷升溫，其中改變電池內部的設計是改善鋰離子電池高倍率放電性能的主要途徑，增加電極極片上焊接的極耳數量能夠降低電池的內阻，提高電池的放電平臺，電極活性物質與導電劑、粘結劑的配比、電極片的面密度對鋰離子電池的高倍率放電性能具有很大的影響，目前同行鋰離子二次電池對極片材料未能做到很好的配比優化，持續放電電流在10C-15C之間，最大瞬間放電電流在20-25C之間，放電倍率一般。
【發明內容】
[0004]本發明的目的旨在提供一種鋰離子二次電池極片，使電芯的最大持續放電電流達到20C，最大瞬間放電電流達到30C，提高電芯一致性及安全性。
[0005]為實現上述目的，本發明的鋰離子二次電池極片，分為正極極片和負極極片，正極極片由鎳鈷錳酸鋰73.0%?75.5%，錳酸鋰17.0%?20.0%，乙炔黑(SP，粒徑為40-45nm)4.25%?4.75%，PVDF (聚偏二氟乙烯)2.75 %?3.25%配製而成，鎳鈷錳酸鋰由鎳酸鋰:錳酸鋰:鈷酸鋰的比為1:1:1三種粉末配製而成，負極極片由石墨87.5%?90.5%，乙炔黑(SP，粒徑為40-45nm)2.75 %?3.25%,乙炔黑A(SP，粒徑為30-35nm) 2.75 % ?3.25 %，PVDF (聚偏二氟乙烯)4.5 % ?5.5 %，草酸 0.09 % ?0.11 % 配製而成。
[0006]本發明的鋰離子二次電池極片與現有技術相比具有如下優異效果。
[0007]採用本發明的鋰離子二次電池極片，使電芯的最大瞬間放電電流達到30C，處於同行業先進水平，此正極配方設計，優化了正極活性材料、導電劑、粘結劑的比率，在增加導電劑含量的情況下，正極極片具有良好的粘附力，在製片及卷繞過程不會出現掉料的現象，提高了電芯一致性及安全性；此負極配方優化了負極活性材料、導電劑、粘結劑的比率，在增加導電劑含量的情況下，負極極片具有良好的粘附力，在製片及卷繞過程不會出現掉料的現象，提高了電芯一致性及安全性。
【具體實施方式】
[0008]下面對本發明的鋰離子二次電池極片做進一步的詳細描述。
[0009]本發明的鋰離子二次電池極片分為正極極片和負極極片，正極極片由鎳鈷錳酸鋰
73.0 % ?75.5 %，錳酸鋰 17.0 % ?20.0 %，乙炔黑(SP，粒徑為 40_45nm) 4.25 % ?4.75 %，PVDF (聚偏二氟乙烯)2.75%?3.25%配製而成，鎳鈷錳酸鋰由鎳酸鋰:錳酸鋰:鈷酸鋰的比為1:1:1三種粉末配製而成，負極極片由石墨87.5%?90.5%，乙炔黑(SP，粒徑為 40-45nm) 2.75 % ?3.25 %，乙炔黑 A (SP，粒徑為 30_35nm) 2.75 % ?3.25 %，PVDF (聚偏二氟乙烯)4.5%?5.5%，草酸0.09%?0.11%配製而成。
[0010]本發明的鋰離子二次電池極片分為正極極片和負極極片，正極極片和負極極片的配備均為重量百分比，按本發明的配方配比備料，按常規生產工藝製作，再分別塗覆在正極集流體和負極集流體上即可。
[0011]極片生產製造工藝包含兩個部分:配料過程和塗覆過程。
[0012]配料過程:
[0013]正極片配料:描述攪拌過程及過程參數控制，
[0014]1.加入NMP溶劑和2.75%?3.25%比例的PVDF製成膠液，要求攪拌機器公轉轉速為:15-45rpm,自轉轉速為:800_2000rpm，時間為:lh ；
[0015]2.用粘度計測試膠液粘度；
[0016]3.加入4.25%?4.75%比例的乙炔黑，要求攪拌機器公轉轉速為:15-45rpm,自轉轉速為:800-2000rpm，時間為:lh ；
[0017]4.加入17.0%?20.0 %比例的錳酸鋰，要求攪拌機器公轉轉速為:45rpm，自轉轉速為:800-2000rpm，時間為:2h ；
[0018]5.加入73.0 %?75.5%比例的鎳鈷錳酸鋰，要求攪拌機器公轉轉速為:15-45rpm,自轉轉速為:800-2000rpm，時間為:2h ；
[0019]6.用粘度計測試漿料粘度，粘度範圍1500_6000mPa.s，如果粘度不在範圍內，力口入NMP進行調節；
[0020]7.如漿料粘度在要求範圍內則漿料過篩轉入塗覆工序，塗覆塗於10-30um的鋁箔上，烘烤乾，烘烤溫度65-130°C，烘烤乾後即成為正極片。
[0021]負極片配料:描述攪拌過程及過程參數控制，(NMP為溶劑)
[0022]1.加入NMP溶劑和4.5 %?5.5 %比例的PVDF製成膠液，要求攪拌機器公轉轉速為:15_45rpm rpm,自轉轉速為:800-2000rpm,時間為:Ih ；
[0023]2.用粘度計測試膠液粘度；
[0024]3.加入2.75%?3.25%比例的乙炔黑，要求攪拌機器公轉轉速為:15-45rpmrpm,自轉轉速為:800-2000rpm，時間為:lh ；
[0025]4.加入2.75 %?3.25 %比例的乙炔黑A，要求攪拌機器公轉轉速為:15-45rpmrpm,自轉轉速為:800-2000rpm,時間為:lh ；
[0026]5.加入87.5%?90.5%比例的石墨,要求攪拌機器公轉轉速為:15-45rpmrpm,自轉轉速為:800-2000rpm，時間為:2h ；
[0027]6.加入0.09%?0.11 %比例的草酸,要求攪拌機器公轉轉速為:15-45rpmrpm,自轉轉速為:800-2000rpm rpm，時間為:lh ；
[0028]7.用粘度計測試漿料粘度，粘度範圍1500_6000mPa.s，如果粘度不在範圍內，力口入NMP進行調節；
[0029]8.塗覆塗於8-20um的銅箔上，烘烤乾，烘烤溫度65_130°C，烘烤乾後即成為負極片。
[0030]乙炔黑由碳化鈣法或石腦油(粗汽油)熱解時副產氣分解精製得到的純度99%以上的乙炔，經連續熱解後得到的碳黑。
【權利要求】
1.一種鋰離子二次電池極片，分為正極極片和負極極片，其特徵在於正極極片由鎳鈷錳酸鋰73.0%?75.5%，錳酸鋰17.0%?20.0%，乙炔黑(SP，粒徑為40_45nm)4.25%?.4.75%，PVDF(聚偏二氟乙烯)2.75%?3.25%配製而成，鎳鈷錳酸鋰由鎳酸鋰:錳酸鋰:鈷酸鋰的比為1:1:1三種粉末配製而成，負極極片由石墨87.5%?90.5%，乙炔黑(SP，粒徑為 40-45nm) 2.75% ?3.25%，乙炔黑 A (SP，粒徑為 30_35nm) 2.75% ?3.25%，PVDF (聚偏二氟乙烯)4.5 %?5.5 %，草酸0.09 %?0.11 %配製而成。
【文檔編號】H01M4/13GK104201326SQ201410381372
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】龔明, 侯峰, 林斯輝, 張光榮 申請人:江西世紀長河新電源有限公司