專利名稱：一種鋰離子電池正極漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰電池領(lǐng)域，涉及一種鋰離子電池正極漿料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前鋰離子電池用錳酸鋰正極漿料成份一般只包括正極活性物質(zhì)(錳酸鋰)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑，而沒有加入分散劑。這種制備配方的缺陷主要是漿料的粘度偏高、穩(wěn)定性不夠高，在涂布工序中，漿料會(huì)發(fā)生沉積現(xiàn)象，從而導(dǎo)致漿料的一致性較差，涂出的極片厚度分布不均，影響電池的性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是克服上述技術(shù)配方的缺點(diǎn)，提供了一種鋰離子電池用錳酸鋰正極漿料及其制備方法。該漿料具有較好的穩(wěn)定性和一致性，在對(duì)電池其他性能沒有明顯影響下，循環(huán)性能有明顯提高。
本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種鋰離子電池正極漿料，該漿料的配方采用下列重量份的組分 錳酸鋰63-89份， 導(dǎo)電劑1.8-3.6份， 粘結(jié)劑2.5-4.8份， 分散劑2-15份， 溶劑58-80份。
所述的鋰離子電池正極漿料，其中導(dǎo)電劑為碳黑，粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯(PVDF)，分散劑為hypermer kd-1(一種高聚合物的非離子表面活性劑，英國禾大公司導(dǎo)電粉專用分散劑，型號(hào)是kd-1)，溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
所述的鋰離子電池正極漿料的制備方法，包括下列步驟 將粘結(jié)劑加入溶劑，混合攪拌6-8小時(shí)制膠，制膠完成后加入錳酸鋰、導(dǎo)電劑、分散劑攪拌8-12小時(shí)，制成最終的漿料。
本發(fā)明有益效果 本發(fā)明采用一種高聚合物的非離子表面活性劑作為分散劑，可以降低漿料的粘度，提高漿料的穩(wěn)定性，保證在極片涂布過程中不發(fā)生漿料沉積現(xiàn)象，從而提高漿料的一致性，及其在集流體鋁箔上分布的一致性，并且能夠提高電池的一致性及循環(huán)性能。
圖1為不同配方漿料沉積率隨擱置時(shí)間的關(guān)系圖； 圖2為不同配方正極漿料制作的電池容量保持率與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式 以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
實(shí)施例1 本實(shí)施例說明本發(fā)明提供的錳酸鋰正極漿料的制備方法。
1、正極活性物質(zhì)的烘干 正極活性物質(zhì)錳酸鋰在0.05兆帕的真空環(huán)境中，以110℃烘烤12小時(shí)，用露點(diǎn)溫度為-50℃的干燥氣冷卻至室溫。
2、正極的制備 以50g/份為例，將225g聚偏二氟乙烯(PVDF，F(xiàn)2)溶解在3250g N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶劑中混合6-8小時(shí)制膠，然后將烘干后的錳酸鋰4350g、碳黑175g、分散劑hypermer kd-1(英國禾大公司)250g加入到上述溶液中，充分?jǐn)嚢?-12小時(shí)得到正極漿料。用涂布機(jī)將該漿料涂敷到20μm的鋁箔上，經(jīng)過120℃真空加熱干燥2h，輥壓、裁片制得500mm(長)×118mm(寬)×192μm(厚)極片，壓實(shí)密度為2.5g/cm3。
3、負(fù)極制備 將2300g石墨、50g碳纖維和70g丁苯橡膠(SBR)混合，加入2800毫升水?dāng)嚢杌旌?，用涂布機(jī)涂敷到12μm的銅箔上，經(jīng)過135℃真空加熱干燥3h，輥壓制成550mm(長)×122mm(寬)×130μm(厚)極片，壓實(shí)密度為1.3g/cm3。
4、電解液制備 將LiPF6與碳酸乙烯酯(EC)及碳酸二甲酯(DMC)配置成LiPF6濃度為1mol/L的溶液(EC/DMC的體積比為1∶1)作為電解液。
將上述(2)得到的正極，和(3)得到的負(fù)極利用40μm的隔膜卷繞成方形電芯，采用鋁塑膜包裝熱封，注入上述(4)制備的電解液20g，化成密封。
比較例1 本比較例說明現(xiàn)有技術(shù)的電池正極漿料制備方法。
按照實(shí)施例1的方法制備電池正極漿料和電池，不同的是正極漿料中沒有加入分散劑。
漿料性能測試實(shí)驗(yàn) 1、粘度測試 利用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)分別對(duì)實(shí)施例1漿料和比較例1漿料進(jìn)行測定，實(shí)施例1漿料粘度3500cps，比較例1漿料粘度4200cps。
從數(shù)據(jù)可以看出，加入分散劑的漿料黏度有明顯降低。
2、沉積率測試 將漿料裝入試管中封閉，垂直擱置，測試沉積率漿料上層澄清液高度占漿料總高度比例隨擱置時(shí)間的變化，結(jié)果見表1。
沉積率＝漿料上層澄清液高度/漿料總高度×100％ 表1 從表1和圖1可以看出，實(shí)施例1制作的漿料要比比較例1漿料穩(wěn)定。
3、電池性能測試 1)電池內(nèi)阻測試 使用內(nèi)阻儀對(duì)每種電池測8塊，測試結(jié)果見表2 表2
從實(shí)際數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)施例1電池跟比較例1電池相比內(nèi)阻沒有明顯差異，一致性要好一些。
2)循環(huán)性能 將實(shí)施例1及比較例1制備的電池在常溫、相對(duì)濕度25％～45％的環(huán)境中進(jìn)行容量測試，測試方法如下 使用二次電池循環(huán)檢測設(shè)備，將化成后的電池以2500mA(0.5C)恒流充電至4.2V后轉(zhuǎn)4.2V恒壓充電，充電截止電流100mA，然后以5000mA(1C)放電至電壓3V，循環(huán)重復(fù)上述流程，記錄每次循環(huán)放電容量。
容量保持率＝循環(huán)結(jié)束容量/初始容量×100％ 容量保持率測試結(jié)果如圖2所示。
從圖中數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)施例1制作的電池循環(huán)性能明顯好于比較例1制作的電池。
權(quán)利要求
1、一種鋰離子電池正極漿料，其特征在于該漿料的配方采用下列重量份的組分
錳酸鋰63-89份，
導(dǎo)電劑1.8-3.6份，
粘結(jié)劑2.5-4.8份，
分散劑2-15份，
溶劑58-80份。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正極漿料，其特征在于導(dǎo)電劑為碳黑，粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯，分散劑為hypermer kd-1，溶劑為N-甲基吡咯烷酮。
3、權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正極漿料的制備方法，其特征在于包括下列步驟
將粘結(jié)劑加入溶劑，混合攪拌6-8小時(shí)制膠，制膠完成后加入錳酸鋰、導(dǎo)電劑、分散劑攪拌8-12小時(shí)，制成最終的漿料。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋰電池領(lǐng)域，公開了一種鋰離子電池正極漿料及其制備方法。該漿料的配方采用下列重量份的組分錳酸鋰63-89份，導(dǎo)電劑1.8-3.6份，粘結(jié)劑2.5-4.8份，分散劑2-15份，溶劑58-80份。該漿料加入了分散劑，降低了漿料的粘度，提高了漿料的穩(wěn)定性，保證在極片涂布過程中不發(fā)生漿料沉積現(xiàn)象，從而提高漿料的一致性，及其在集流體鋁箔上分布的一致性，并且能夠提高電池的一致性及循環(huán)性能。
文檔編號(hào)H01M10/36GK101609881SQ20091018147
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者吳麗軍, 袁春剛, 青 王, 魏廷全, 偉 韓 申請(qǐng)人:江蘇富朗特新能源有限公司