一種動(dòng)力型鋰離子二次電池極片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種動(dòng)力型鋰離子二次電池極片，分為正極極片和負(fù)極極片，正極極片由磷酸鐵鋰磷酸鐵鋰88.0%?94.0%、乙炔黑（SP，粒徑為40-45nm)3.5%?5.5%、V7(碳納米管）1.0%?3.0%,VGCF(碳納米纖維）1.0%?3.0%,PVDF(聚偏二氟乙烯）3.5%?5.5%配制而成，負(fù)極極片由石墨88.0%?90.0%、乙炔黑(SP，粒徑為40-45nm)2.0%?4.0%、乙塊黑B(SP，粒徑46-50nm)2.0%?4.0%、草酸(乙二酸）0.005%?0.015%,PVDF(聚偏二氟乙烯）3.5%?5.5%配制而成，根據(jù)材料體系篩選及配方優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，開發(fā)出具有良好制造性、高循環(huán)性能以及高倍率性能的電池。
【專利說明】一種動(dòng)力型鋰離子二次電池極片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動(dòng)力型鋰離子二次電池極片，屬于鋰電池領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)力型鋰離子二次電池廣泛應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、動(dòng)力工具等領(lǐng)域，需求 量巨大，目前以磷酸鐵鋰為主要正極材料的二次電池安全性能、倍率性能最好，明顯優(yōu)于鈷 酸鋰、錳酸鐵鋰和三元材料鋰電池，同時(shí)，磷酸鐵鋰電池的所需元素都是地球含量豐富的， 因此作為動(dòng)力電池很快被應(yīng)用，現(xiàn)國內(nèi)對以磷酸鐵鋰作為正極材料的研究還比較少，極片 各組分的比率沒有經(jīng)過系列的優(yōu)化，存在倍率性能差、散熱性差以及制程中極片的粘附力 不好的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的旨在提供一種動(dòng)力型鋰離子二次電池極片，具有高倍率性能的極片 配方，改善業(yè)內(nèi)動(dòng)力型鋰離子電池制程中制造性差，電芯倍率性能、安全性能不好的問題。 [0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種動(dòng)力型鋰離子二次電池極片，分為正極極片和 負(fù)極極片，正極極片由磷酸鐵鋰 88· 0 %?94. 0 %、乙炔黑（SP，粒徑為40-45nm) 3. 5 %? 5. 5 %、V7 (碳納米管）1. 〇 %?3. 0 %、VGCF(碳納米纖維）1. 0 %?3. 0 %、PVDF(聚偏 二氟乙烯）3. 5 %?5. 5 %配制而成，負(fù)極極片由石墨88. 0 %?90. 0 %、乙炔黑（SP，粒 徑為 40-45nm) 2. 0 % ?4. 0 %、乙炔黑 B (SP，粒徑 46-50nm) 2. 0 % ?4. 0 %、草酸（乙二 酸）0· 005%?〇· 015%、PVDF (聚偏二氟乙烯）3. 5%?5. 5%配制而成。
[0005] 本發(fā)明的一種動(dòng)力型鋰離子二次電池極片與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)異效果： [0006] 本發(fā)明的正極配方設(shè)計(jì)，添加了兩種高導(dǎo)電性的導(dǎo)電劑，同時(shí)優(yōu)化了導(dǎo)電劑、粘結(jié) 劑和活性物質(zhì)的比率，在同等正極活性物質(zhì)含量的情況下，降低了電芯的內(nèi)阻，提高了電芯 的導(dǎo)電性和散熱性，進(jìn)而提高了電芯的倍率性能和安全性能。
[0007] 本發(fā)明的負(fù)極配方設(shè)計(jì)，增加了一種添加劑，同時(shí)優(yōu)化了導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的比率， 在同等負(fù)極活性物質(zhì)含量的情況下，增強(qiáng)了負(fù)極極片的粘附力，在制片及卷繞過程不會(huì)出 現(xiàn)掉料的現(xiàn)象，提高了電芯制造性及安全性，正極片配料采用油性配方，可提高電池的循環(huán) 性能。

【具體實(shí)施方式】
[0008] 下面對本發(fā)明的動(dòng)力型鋰離子二次電池極片做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0009] 本發(fā)明的動(dòng)力型鋰離子二次電池極片分為正極極片和負(fù)極極片，正極極片由磷酸 鐵鋰磷酸鐵鋰88. 0 %?94. 0 %、乙炔黑（SP，粒徑為40-45M1) 3. 5 %?5. 5 %、V7 (碳納米 管）1· 0 %?3. 0 %、VGCF (碳納米纖維）1. 0 %?3. 0 %、PVDF (聚偏二氟乙烯）3. 5 %?5. 5 % 配制而成，負(fù)極極片由石墨88. 0%?90. 0%、乙炔黑（SP，粒徑為40-45nm) 2. 0%?4. 0 %、 乙炔黑 B (SP，粒徑 46-50nm) 2. 0 % ?4. 0 %、草酸（乙二酸）0· 005 % ?0. 015 %、PVDF (聚偏 二氟乙?。?· 5%?5. 5%配制而成。
[0010]本發(fā)明的動(dòng)力型鋰離子二次電池極片分為正極極片和負(fù)極極片，正極極片和負(fù)極 極片的配備均為質(zhì)量百分比，按本發(fā)明的配方配比備料，按常規(guī)生產(chǎn)工藝制做，再分別涂抹 在正極極片和負(fù)極極片上即可。
[0011]極片生產(chǎn)制造工藝包含兩個(gè)部分：配料過程和涂覆過程。
[0012] 配料過程：
[0013] 正極片配料：描述攪拌過程及過程參數(shù)控制，
[0014] L先加入ΝΜΡ溶劑和3.5°乂?5_5%比例的PVDF (聚偏二氟乙烯）制成膠液，要求 攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：15-45rpm，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：800-2000rpm，時(shí)間為：lh ;
[0015] 2.用粘度計(jì)測試膠液粘度； '
[0016] 3·加入1·〇%?3.0 %比例的\Γ7(碳納米管），要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為： l5-45rpm，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：8〇〇-2〇〇〇rpm，時(shí)間為：ih ;
[0017] 4·加入1.0%?3.0%比例的VGCF(碳納米纖維），要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為： 15-45rpm，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：800-2000rpm，時(shí)間為：lh ; _8] 5.加入3. 5%?5_ 5%比例的乙炔黑，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：15-45rpm，自轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速為：800-2000rpm，時(shí)間為：lh ;
[0019] 6·加入88.0%?94.0%比例的磷酸鐵鋰，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：15- 45rpm， 自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：800-2000rpm，時(shí)間為：2h ;
[0020] 7·用粘度計(jì)測試漿料粘度，粘度范圍1500-6000mPa. s，如果粘度不在范圍內(nèi)，加| 入NMP進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0021] 8·如裝料粘度在要求范圍內(nèi)貝丨」楽料過篩轉(zhuǎn)入涂覆工序，涂覆涂于i〇-3〇 um的招箱 上，烘烤千，烘烤溫度65-13(TC，烘烤干后即成為正極片。
[0022]負(fù)極片配料：描述攪拌過程及過程參數(shù)控制，（NMP為溶劑）
[0023] 1.先加入NMP溶劑和3.5%?5.5%比例的PVDF(聚偏二氟乙烯）制成膠液，要求 攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：15-45rpm,自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：8〇〇-2000rpm，時(shí)間為：lh ;
[0024] 2.用粘度計(jì)測試膠液粘度； '
[0025] 3.加入2.0%?4.0%比例的乙炔黑，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：15- 45rpm，自轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速為：800-2000rpm，時(shí)間為：lh ;
[0026] 4·加入2_0%?4_0%比例的乙炔黑b，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為 ：15_45rpm，自轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速為：8〇0-20〇〇rpm，時(shí)間為：ih ;
[0027] 5.加入88.0%?90_ 0%比例的石墨，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：15_45印111，自轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速為：800-2〇〇〇rpm，時(shí)間為：2h ;
[0028] 6.加入0_0〇5%?0. 015%比例的草酸（乙二酸），要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為： 15-45rPm，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為：800-2000rpm，時(shí)間為：lh ;
[0029] 7·用粘度計(jì)測試漿料粘度，粘度范圍150〇-6〇〇〇mPa. s，如果粘度不在范圍內(nèi)，力口 入NMP進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0030] 8·如漿料粘度在要求范圍內(nèi)則漿料過篩轉(zhuǎn)入涂覆工序，涂覆涂于1〇 3〇ura的鋁箔 上，供烤干，烘烤溫度65-13(rC，烘烤干后即成為正極片。
[0031]乙塊黑由碳化鈣法或石腦油（粗汽油）熱解時(shí)副產(chǎn)氣分解精制得到的純度99%以 上的乙炔，經(jīng)連續(xù)熱解后得到的碳黑。
【權(quán)利要求】
L 一種動(dòng)力型鋰離子二次電池極片，分為正極極片和負(fù)極極片，其特征在于正極極片 由磷酸鐵鋰磷酸鐵鋰88. 0 %?94. 0 %、乙塊黑（SP，粒徑為4〇_45應(yīng))3· 5 %?5. 5 %、V7 (碳 納米管）1. 〇%?3· 〇%、VGCF(碳納米纖維）1. 〇%?3· 〇%、PVDF(聚偏二氟乙烯）3. 5%? 5. 5%配制而成，負(fù)極極片由石墨88. 0%?90· 0%、乙炔黑（SP，粒徑為4〇-45nm)2. 〇%? 4.0%、乙炔黑 B(SP,粒徑 46-50nm)2.〇% ?4_0%、草酸（乙二酸）〇.〇〇5% ?〇.〇15%、 PVDF(聚偏二氟乙?。?· 5%?5· 5%配制而成。
【文檔編號(hào)】H01M4/62GK104218217SQ201410381329
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】龔明, 林斯輝, 李強(qiáng) 申請人:江西世紀(jì)長河新電源有限公司