一種鋰電池正極片材料的制備方法及鋰電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰電池正極片材料的制備方法及鋰電池。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池的容量及電性能等主要取決于正極片配方、正負(fù)極片的配對(duì)設(shè)計(jì)和鋰電池的生產(chǎn)工藝控制等，正極片的配方包括各組分的比率、各組分配制及總的組分混合等。鋰電池正極片材料是用于形成鋰電池正極片的材料。通常情況下，鋰電池正極片材料由導(dǎo)電劑、正極活性物質(zhì)以及粘合劑組成，常規(guī)的配置方法是將聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮形成粘合劑，然后將正極活性物質(zhì)以及導(dǎo)電劑加入到粘合劑中混合真空攪拌以形成正極片材料混合液體。正極片材料經(jīng)過(guò)涂布到鋁箔表面烘干，再經(jīng)過(guò)輥壓、分切，正極片與負(fù)極片、隔膜紙卷繞或疊片及其它一系列工序，制作出鋰電池。
[0003]但是正極片材料這樣的配置方式，由于導(dǎo)電劑的粒度小、表面積大，容易團(tuán)聚，導(dǎo)電劑不能很好的分散，從而導(dǎo)致不能很好的發(fā)揮導(dǎo)電作用，一般采用多加導(dǎo)電劑的方式克服上述缺陷，由于導(dǎo)電劑表面積大需要增加粘合劑，活性物質(zhì)的相對(duì)用量減少，不僅電池容量變小，而且又會(huì)帶來(lái)影響活性物質(zhì)的電性能發(fā)揮和影響正極片的制作、鋰電池極片配對(duì)設(shè)計(jì)及鋰電池性能等一系列問(wèn)題。并且上述的配置方式需要長(zhǎng)時(shí)間的攪拌才能最終得到正極片材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題如何提供一種鋰電池正極片材料混合液體的制備方法，從而能夠使導(dǎo)電劑充分分散，又能極大縮短制備正極片材料混合液體的時(shí)間。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種鋰電池正極片材料混合液體的制備方法，所說(shuō)方法包括:將聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮形成混合溶液，并將所述混合溶液分成第一溶液和第二溶液;將導(dǎo)電劑溶于所述第一溶液配置成導(dǎo)電劑懸濁液;將正極活性物質(zhì)溶于第二溶液配置成正極活性物質(zhì)懸濁液;將所述導(dǎo)電劑懸濁液與所述正極活性物質(zhì)懸濁液混合，真空攪拌得到所述鋰電池正極片材料。
[0006]其中，將所述導(dǎo)電劑的懸濁液的濃度為1-10%的懸濁液。
[0007]其中，將第一溶液按溶液:溶劑=1:0.5?2的質(zhì)量比稀釋，再將乳化劑和所述導(dǎo)電劑溶于稀釋后的所述第一溶液配置成導(dǎo)電劑懸濁液。
[0008]其中，所述乳化劑為非離子型親油性乳化劑。
[0009]其中，所述乳化劑為單硬脂酸甘油脂。
[0010]其中，所述導(dǎo)電劑為碳納米管以及導(dǎo)電碳黑中的至少一種，所述正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰、錳酸鋰以及三元材料中的至少一種。
[0011]其中，將所述導(dǎo)電劑懸濁液與所述正極活性物質(zhì)懸濁液混合，真空攪拌0.5?2小時(shí)得到鋰電池正極片材料。
[0012]其中，正極活性物質(zhì):導(dǎo)電劑:聚偏氟乙烯:N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為100:1.5?2.5:1.5?2.5:100?250。
[0013]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種鋰電池，所說(shuō)鋰電池的正極片由上述制備方法制備得到的正極片材料經(jīng)過(guò)加工形成。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明通過(guò)將固體的導(dǎo)電劑和正極活性物質(zhì)都分別先溶于溶劑形成懸濁液，然后分別將導(dǎo)電劑的懸濁液和正極活性物質(zhì)的懸濁液混合真空攪拌以形成正極片材料。通過(guò)這樣的方式，導(dǎo)電劑和正極材料與粘合劑的混合方式由原來(lái)的固液混合變成液液混合，導(dǎo)電劑能夠分散的更加均勻，并且極大的縮短攪拌時(shí)間，使得制備正極片材料的時(shí)間大大縮短，提高了鋰電池正極片活性物質(zhì)的利用率和電性能的穩(wěn)定發(fā)揮。并且利用該方法制備的鋰電池正極片材料制備鋰電池，可以方便正極片的制作、鋰電池生產(chǎn)工藝控制、鋰電池極片配對(duì)設(shè)計(jì)以及鋰電池性能發(fā)揮等。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種鋰電池正極片材料的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種鋰電池正極片材料的制備方法的流程圖，如圖所示，本實(shí)施例的鋰電池正極片材料的制備方法包括以下步驟:
[0017]SlOl:將聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮形成混合溶液，并將混合溶液分成第一溶液和第二溶液。
[0018]將聚偏氟乙烯溶液N-甲基吡咯烷酮形成混合溶液，作為粘合劑使用。并將混合溶液分成第一溶液和第二溶液，其中，第一溶液和第二溶液的量可以相同也可以不同。
[0019]S102:將導(dǎo)電劑溶于第一溶液配置成導(dǎo)電劑懸濁液。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例中的導(dǎo)電劑可以是常規(guī)鋰電池用的導(dǎo)電劑，比如導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨以及碳納米管等。作為一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方案，本發(fā)明實(shí)施例選用碳納米管以及導(dǎo)電碳黑作為導(dǎo)電劑。
[0021]將導(dǎo)電劑加入第一溶液形成導(dǎo)電劑的懸濁液。作為一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方案，將第一溶液以第一溶液:溶劑= 1:0.5?2的質(zhì)量比進(jìn)行稀釋后，再加入導(dǎo)電劑和乳化劑真空混合攪拌均勻得到1-10%的導(dǎo)電劑的懸濁液。其中，這里的溶劑為N-甲基吡咯烷酮。作為一種更進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方案，將導(dǎo)電劑配置成濃度為3-6%的懸濁液。乳化劑的加入，可以有效促進(jìn)導(dǎo)電劑的分散，從而可以形成性能穩(wěn)定的懸濁液，這種懸濁液不僅可以長(zhǎng)時(shí)間保持混合液的穩(wěn)定，而且在與正極活性物質(zhì)懸濁液的混合中，能更好的分散均勻。
[0022]作為一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方案，第一溶液與溶劑以1:0.5?1.5的質(zhì)量比進(jìn)行稀釋后，再加入導(dǎo)電劑和乳化劑。
[0023]其中，經(jīng)2-3小時(shí)真空攪拌配制得到導(dǎo)電劑懸濁液。
[0024]S103:將正極活性物質(zhì)溶于第二溶液配制成正極活性物質(zhì)懸濁液。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例中的正極活性物質(zhì)可以是鋰電池常規(guī)用的正極材料，比如鈷酸鋰、錳酸鋰以及三元材料等等。
[0026]將正極活性物質(zhì)配置成懸濁液時(shí)，正極活性物質(zhì):第二溶液以1:1?1.8的質(zhì)量比進(jìn)行混合。
[0027]其中，經(jīng)I?3小時(shí)真空攪拌得到正極活性物質(zhì)懸濁液。
[0028]其中，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中，上述S101-S103的具體步驟進(jìn)行先后順序并沒(méi)有嚴(yán)格限定，本發(fā)明實(shí)施例所提供的上述步驟的編號(hào)只是為了進(jìn)行區(qū)分，并不用以限定具體步驟執(zhí)行的先后順序。在實(shí)際過(guò)程中，可以根據(jù)需要將上述步驟執(zhí)行的先后順序進(jìn)行調(diào)整，比如可以分開(kāi)同時(shí)配制兩種懸濁液，再將導(dǎo)電劑懸濁液加入到正極活性物質(zhì)懸濁液中，配制成正極片材料混合液體;也可以先將配置的導(dǎo)電劑懸濁液一次性配好，單獨(dú)存放，可多次按量取用，在配置正極活性物質(zhì)懸濁液后，將所需的導(dǎo)電劑懸濁液按量加入配制成正極片材料。本發(fā)明對(duì)此不進(jìn)行一一舉例說(shuō)明。
[0029]S104:將導(dǎo)電劑溶液與正極材料溶液混合，真空攪拌得到鋰電池正極片材料。
[0030]其中，經(jīng)兩種懸濁液混和真空攪拌時(shí)間0.5?2小時(shí)最終得到鋰電池正極片材料。
[0031]其中，在本發(fā)明實(shí)施例中，正極活性物質(zhì):導(dǎo)電劑:聚偏氟乙烯:N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為100:1.5?2.5:1.5?2.5:100?250。其中，該質(zhì)量比中的N-甲基吡咯烷酮不包括用于稀釋第一溶液的質(zhì)量。
[0032]在以上本發(fā)明實(shí)施例提供的鋰電池正極片材料的制備方法的基礎(chǔ)上，本發(fā)明進(jìn)一步提高一種鋰電池，該鋰電池的正極片是由上述方法制備得到的正極片材料形成。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例的上述鋰電池正極片材料的制備方法，通過(guò)將固體的導(dǎo)電劑和正極活性物質(zhì)都分別先溶于溶劑形成懸濁液，然后分別將導(dǎo)電劑的懸濁液和正極活性物質(zhì)的懸濁液混合，真空攪拌以形成正極片材料。通過(guò)這樣的方式，導(dǎo)電劑和正極活性物質(zhì)與粘合劑的混合方式由原來(lái)的固液混合變成液液混合，導(dǎo)電劑能夠分散的更加均勻。現(xiàn)有常規(guī)配置正極片材料時(shí)需要攪拌8-12小時(shí)，而采用本發(fā)明的方法配置正極片材料時(shí)，只需要攪拌3-5小時(shí)即可，從而可以極大的縮短攪拌時(shí)間，使得制備正極片材料的時(shí)間大大縮短，提高了鋰電池正極片材料的生產(chǎn)效率。
[0034]并且利用該方法制備的鋰電池正極片材料制備鋰電池，由于活性物質(zhì)的相對(duì)用量較大，活性物質(zhì)的電性能發(fā)揮增強(qiáng)，不僅鋰電池容量增大、鋰電池性能提高，而且方便正極片的制作和鋰電池極片配對(duì)設(shè)計(jì)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明方法制備的鋰電池正極片材料用于鋰電池，可以將鋰電池的容量提高2?5mAh/g正極活性物質(zhì)。在實(shí)際鋰電池正極片生產(chǎn)時(shí)，由于本發(fā)明所用的正極片中，導(dǎo)電劑和粘合劑都較少，極片更易輥壓、柔軟，極片輥壓后反彈少等，方便鋰電池生產(chǎn)時(shí)的工藝控制和鋰電池正負(fù)極片配對(duì)設(shè)計(jì)等。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰電池正極片材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括: 將聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮形成混合溶液，并將所述混合溶液分成第一溶液和第二溶液； 將導(dǎo)電劑溶于所述第一溶液配置成導(dǎo)電劑懸濁液； 將正極活性物質(zhì)溶于第二溶液配置成正極活性物質(zhì)懸濁液； 將所述導(dǎo)電劑懸濁液與所述正極活性物質(zhì)懸濁液混合，真空攪拌得到所述鋰電池正極片材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電劑的懸濁液濃度為1_10%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，將第一溶液按溶液:溶劑=1:0.5?2的質(zhì)量比稀釋，再將乳化劑和所述導(dǎo)電劑溶于稀釋后的所述第一溶液配置成導(dǎo)電劑懸濁液。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述乳化劑為非離子型親油性乳化劑。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述乳化劑為單硬脂酸甘油脂。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電劑為碳納米管以及導(dǎo)電碳黑中的至少一種，所述正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰、錳酸鋰以及三元材料中的至少一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，將所述導(dǎo)電劑懸濁液與所述正極活性物質(zhì)懸濁液混合，真空攪拌0.5-2小時(shí)得到鋰電池正極片材料。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述正極活性物質(zhì):導(dǎo)電劑:聚偏氟乙烯:N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為100:1.5?2.5:1.5?2.5:100?250。9.一種鋰電池，其特征在于，所述鋰電池的正極片由上述權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所說(shuō)的制備方法制備得到的正極片材料經(jīng)過(guò)加工形成。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰電池正極片材料的制備方法及鋰電池。制備方法通過(guò)將固體的導(dǎo)電劑和正極活性物質(zhì)都分別配置成懸濁液，然后再將將導(dǎo)電劑懸濁液與正極活性物質(zhì)懸濁液混合真空攪拌以形成正極片材料混合液體。通過(guò)上述方式，本發(fā)明能夠使導(dǎo)電劑充分分散到正極活性物質(zhì)中，并且還能極大縮短制備正極片材料的時(shí)間且能夠提高鋰電池容量。
【IPC分類】H01M4/62, H01M10/052, H01M4/36, H01M4/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105609701
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610076618
【發(fā)明人】石保慶, 肖風(fēng)云, 范和平
【申請(qǐng)人】東莞市迪亞寶電源有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年2月3日