專利名稱：鈦酸鋰電池負極制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦酸鋰電池負極制作方法。
背景技術(shù)：
鈦酸鋰是一種由金屬鋰和低電位過渡金屬鈦組成的復(fù)合氧化物，作為鋰離子電池負極活性材料，其最大的特點就是“零應(yīng)變性”。所謂“零應(yīng)變性”是指鈦酸鋰晶體在嵌入和脫出鋰離子時晶格常數(shù)與其體積變化都很小(< 1%)。在充放電循環(huán)中，這種“零應(yīng)變性”能夠避免由于電極材料的來回伸縮導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞，從而提高電極的循環(huán)性能和使用壽命， 減少循環(huán)帶來的電池比容量衰減，具有非常好的耐過充、過放特征。再者，鈦酸鋰材料的對鋰電位約為1.55V，遠高于析鋰電位，在電池應(yīng)用上不會出現(xiàn)析鋰導(dǎo)致的安全問題。且鈦酸鋰材料具有比碳負極材料更高的鋰離子擴散系數(shù)(2 X10_8cm2/S)，更適合于高倍率充放使用。但實際生產(chǎn)應(yīng)用過程中，鈦酸鋰電池負極物料粘結(jié)效果不好，電極掉粉現(xiàn)象嚴重， 物料與集流體的親和性較差，加之鈦酸鋰材料本身導(dǎo)電性能差，材料的固有電子電導(dǎo)率僅為10_9S/Cm，按現(xiàn)有鋰電池負極制作方法，活性漿料直接涂覆在集流體上，使得鈦酸鋰電池特征性能的發(fā)揮受到嚴重影響，尤其是高倍率快速充放的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種物料與集流體附著力強、粘結(jié)效果好、導(dǎo)電能力強的鈦酸鋰電池負極制作方法，從而有效提高鈦酸鋰電池的綜合性能。本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到
鈦酸鋰電池負極制作方法，包括集流體制作、漿料配制和漿料涂覆，其改進之處是在集流體上先涂覆導(dǎo)電層漿料，再涂覆活性層漿料；所述導(dǎo)電層漿料按下列組分及重量百分比配制導(dǎo)電劑2 10%，粘結(jié)劑3 10%，溶劑80 92%，配制時先將粘結(jié)劑與溶劑混合均勻，再加入導(dǎo)電劑，充分分散；所述活性層漿料按下列組分及重量百分比配制鈦酸鋰25 35%，導(dǎo)電劑0 3%，粘結(jié)劑1 6%，溶劑60 70%，配制時先將粘結(jié)劑與溶劑混合均勻，再加入鈦酸鋰或添加導(dǎo)電劑的鈦酸鋰，充分分散。進一步方案是所述導(dǎo)電劑為石墨、導(dǎo)電碳黑、硬碳、碳纖維、碳納米管、乙炔黑中的一種或任意比例的幾種；所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、水系粘結(jié)劑LA132、LA133、LA135中的一種或任意比例的幾種；所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、無水乙醇、碳酸丙烯酯、去離子水中的一種或任意比例的幾種。與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明對鈦酸鋰電池負極的制作工藝進行了調(diào)整，對電極制作方法進行了創(chuàng)新，在集流體與活性層之間先涂覆導(dǎo)電層，并對導(dǎo)電層漿料和活性層漿料的組分及配比作了改進和優(yōu)化，從而改善了電池負極物料與集流體的粘結(jié)效果，有效降低了負極掉粉現(xiàn)象的發(fā)生，提升了電極導(dǎo)電性能，促進了電極綜合性能的發(fā)揮，所制備的鈦酸鋰電池的電化學(xué)性能特別是高倍率快速充放性能得到較大提高。
具體實施例方式下面通過實施例，進一步說明本發(fā)明，實施例中所用材料及用量比見附表。實施例1
依附表中例1，將PVDF與NMP混合均勻后，加入導(dǎo)電碳黑，充分攪拌制成導(dǎo)電層漿料； 再將PVDF與NMP充分混合均勻后，加入鈦酸鋰材料，充分攪勻制成活性層漿料；將導(dǎo)電層漿料均勻涂覆于光毛復(fù)合鋁箔表面，待表面微干無明顯流體時，將活性層漿料涂覆其上，雙面面密度控制在150 M0g/m2，烘干即可。實施例2:
依附表中例2，將PVDF與NMP混合均勻后，加入乙炔黑和VGCF，充分攪拌制成導(dǎo)電層漿料；再將PVDF與NMP充分混合均勻后，加入預(yù)先混合均勻的VGCF和鈦酸鋰混合材料，充分攪勻制成活性層漿料；將導(dǎo)電層漿料均勻涂覆于光面鋁箔表面，待表面微干無明顯流體時， 將活性層漿料涂覆其上，雙面面面密度控制在150 M0g/m2，烘干即可。實施例3:
依附表中例3，將LA132與H2O混合均勻后，加入VGCF，充分攪拌制成導(dǎo)電層漿料；再將 LA132與H2O充分混合均勻后，加入鈦酸鋰材料，充分攪勻制成活性層漿料；將導(dǎo)電層漿料均勻涂覆于光面鋁箔表面，待表面微干無明顯流體時，將活性層漿料涂覆其上，雙面面密度控制在150 M0g/m2，烘干即可。實施例4:
依附表中例4，將LA133與H2O混合均勻后，加入硬碳和VGCF，充分攪拌制成導(dǎo)電層漿料；再將LA133、LA135與H2O充分混合均勻后，加入預(yù)先混合均勻的碳納米管和鈦酸鋰混合材料，充分攪勻制成活性層漿料；將導(dǎo)電層漿料均勻涂覆于蝕刻鋁箔表面，待表面微干無明顯流體時，將活性層漿料涂覆其上，雙面面面密度控制在150 M0g/m2，烘干即可。實施例5:
依附表中例5，將PTFE、CMC與H2O混合均勻后，加入導(dǎo)電碳黑和碳納米管，充分攪拌制成導(dǎo)電層漿料；再將PTFE、CMC與H2O充分混合均勻后，加入預(yù)先混合均勻的碳納米管和鈦酸鋰混合材料，充分攪勻制成活性層漿料；將導(dǎo)電層漿料均勻涂覆于蝕刻鋁箔表面，待表面微干無明顯流體時，將活性層漿料涂覆其上，雙面面面密度控制在150 M0g/m2，烘干即可。附表
權(quán)利要求
1.一種鈦酸鋰電池負極制作方法，包括集流體制作、漿料配制和漿料涂覆，其特征是在集流體上先涂覆導(dǎo)電層漿料，再涂覆活性層漿料；所述導(dǎo)電層漿料按下列組分及重量百分比配制導(dǎo)電劑2 10%，粘結(jié)劑3 10%，溶劑80 92%，配制時先將粘結(jié)劑與溶劑混合均勻，再加入導(dǎo)電劑，充分分散；所述活性層漿料按下列組分及重量百分比配制鈦酸鋰25 35%，導(dǎo)電劑0 3%，粘結(jié)劑1 6%，溶劑60 70%，配制時先將粘結(jié)劑與溶劑混合均勻，再加入鈦酸鋰或添加導(dǎo)電劑的鈦酸鋰，充分分散。
2.按權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰電池負極制作方法，其特征是所述導(dǎo)電劑為石墨、導(dǎo)電碳黑、硬碳、碳纖維、碳納米管、乙炔黑中的一種或任意比例的幾種。
3.按權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰電池負極制作方法，其特征是所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、水系粘結(jié)劑LA132、LA133、LA135中的一種或任意比例的幾種。
4.按權(quán)利要求1所述的鈦酸鋰電池負極制作方法，其特征是所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、無水乙醇、碳酸丙烯酯、去離子水中的一種或任意比例的幾種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鈦酸鋰電池負極制作方法，在集流體上先涂覆導(dǎo)電層漿料，再涂覆以鈦酸鋰為主材料的活性層漿料，并對導(dǎo)電層漿料和活性層漿料的組分及配比作了改進和優(yōu)化。本發(fā)明用于制作鈦酸鋰電池負極，明顯改善了電池負極物料與集流體的粘結(jié)效果，有效降低了負極掉粉現(xiàn)象的發(fā)生，提升了電極導(dǎo)電性能，促進了電極綜合性能的發(fā)揮，所制備的鈦酸鋰電池的電化學(xué)性能得到了提高。
文檔編號H01M4/1391GK102420315SQ20111038887
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者丁同臣, 曹殿學(xué), 楊寶峰, 胡華沖, 莫英華, 陳冰花 申請人:南京雙登科技發(fā)展研究院有限公司