一种可快速充电的锂离子电池正极片的制作方法

本发明涉及锂离子电池
技术领域：
，尤其涉及一种可快速充电的锂离子电池正极片。
背景技术：
：锂电池最早期应用在心脏起搏器中，锂电池的自放电率极低，放电电压平缓等优点，使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电，锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源，而二氧化锰电池，广泛用于计算器，数码相机、手表中，为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究，从而制造出前所未有的产品，1992年sony成功开发锂离子电池，它的实用化，使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。现阶段锂离子电池已经大量的应用到笔记本电脑、平板电脑、手机、航模、医疗器械、电动工具、汽车等行业中去，但是充电速率依旧是制约其应用的主要因素。目前，锂离子电池充电倍率一般为0.5c，充电时间一般在2.0小时以上；其充电电流偏小，充电时间偏长。如若提高充电倍率至3.0c，就会出现充电容量偏低，同时锂离子会富集到负电极表面，形成锂金属析出负极。在同时在大电流充电时电芯表面会发热严重，温度上升明显的问题，同时并发着安全问题。因此小电流、长时间的充电严重的限制了锂离子电池的使用，如应用的应急医疗设备、电动汽车上、通信、航拍等，长时间的充电不利于设备的正常使用。技术实现要素：本发明提供了一种可快速充电的锂离子电池正极片，使用该正电极片可令电池具有良好的大倍率充电性能，充电过程中电池表面温度上升低，无明显的温感，并且不影响循环寿命。本发明所要解决的上述技术问题，通过如下技术方案予以实现：一种可快速充电的锂离子电池正极片，所述的电池正极片包含如下重量份原料：正电极活性物质90~99份、导电剂5~9份、粘结剂3~6份。作为一种优选方案，所述的电池正极片包含如下重量份原料：正电极活性物质92~96份、导电剂6~8份、粘结剂4~5份。作为一种最优方案，所述的电池正极片包含如下重量份原料：正电极活性物质93.5份、导电剂7份、粘结剂4.8份。作为一种优选方案，所述正电极活性物质为licoo2、ncm中的其中一种或两种，同时使用两种时licoo2与ncm的质量比为1：0.7~1.4；正电极活性物质的粒径d50为5.0~7.0μm。作为一种优选方案，所述导电剂由碳纳米管、导电炭黑组成，其中碳纳米管的质量占导电剂的60~85%。作为一种优选方案，所述的粘结剂为pvdf。作为一种优选方案，所述正电极活性物质经过包含如下步骤的处理：先加入蒸馏水至完全浸过正电极活性物质，再加入正电极活性物质质量0.05~0.08%的纳米态的铝锆复合氧化物，高速分散1~4h；将分散好的浆料经加热抽真空处理除去水分，得到的干料再经过400~800℃烧结，得处理后的正电极活性物质。作为一种优选方案，所述电池正极片的制备方法，包含如下步骤：以nmp为溶剂，然后加入粘结剂，高速分散形成胶液；再依次加入导电剂，形成导电胶；然后加入处理后的正电极活性物质，高速分散，制得正极浆料；将正极浆料涂覆于正极集流体上，经烘干、压实后得所述的电池正极片。作为一种优选方案，所述的nmp的添加量为粘结剂质量的1~1.5倍，所述的正极集流体为铝箔。作为一种优选方案，所述正极集流体涂覆面密度为100~220g/m2。有益效果：本发明所述的可快速充电的锂离子电池正极片的制备工艺，使用了纳米态的铝锆复合氧化物对正电极活性物质进行了特殊的处理，并对正电极的配方进行了科学合理的配比设计；所制得的电池正极片用于锂电池中，可有效的降低了电池的内阻，使电池在大倍率充电时的极化电压大幅降低，使电池具有良好的大倍率充电性能，同时充电过程中电池表面温度上升低，无明显的温感，并且不影响循环充放电寿命，提高了电池的充电性能。附图说明图1是实施例1含本发明正极片电池15c、4.2v恒流恒压充电电压-温升曲线图。图2是实施例1含本发明正极片电池15c恒流充电至4.3v的时间-电压曲线图。图3是实施例1含本发明正极片电池15c、4.2v恒流恒压充电/15c恒流放电循环寿命曲线图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1一种可快速充电的锂离子电池正极片正电极片的原料配方由如下重量份原料组成：正电极活性物质93.5份、导电剂7份、粘结剂4.8份；所述正电极活性物质为licoo2与ncm按质量比1：1.2组成，正电极活性物质的粒径d50为6.0μm；所述的由导电剂由碳纳米管、导电炭黑组成，其中碳纳米管的质量占导电剂的75%，所述粘结剂为pvdf。所述电池正极片的制备方法，具体操作步骤如下：（1）所述正电极活性物质的前处理：先加入蒸馏水至完全浸过粒径d50为6.0μm的正电极活性物质，再加入正电极活性物质质量0.07%的纳米态的铝锆复合氧化物，高速分散3.5h；将分散好的浆料经加热抽真空处理除去水分，得到的干料再经过700℃烧结，得处理后的正电极活性物质；（2）所述电池正极片的制备方法：加入质量为pvdf质量的1.3倍的nmp为溶剂，然后加入pvdf，高速分散形成胶液；再依次加入导电剂，形成导电胶；然后加入处理后的正电极活性物质，高速分散，制得正极浆料；将正极浆料涂覆于铝箔上，覆面密度为180g/m2，经烘干、压实后得所述的电池正极片；所述导电剂由碳纳米管、导电炭黑组成，其中碳纳米管的质量占导电剂的75%。实施例2一种可快速充电的锂离子电池正极片实施例2与实施例1的区别在于，正电极原料配方由如下重量份原料组成：正电极活性物质90份、导电剂5份、粘结剂3份；其余方法及步骤与实施例1相同；所述正电极活性物质为licoo2与ncm按质量比1：1.2组成，正电极活性物质的粒径d50为6μm；所述的由导电剂由碳纳米管、导电炭黑组成，其中碳纳米管的质量占导电剂的75%，所述粘结剂为pvdf。实施例3一种可快速充电的锂离子电池正极片实施例3与实施例1的区别在于，正电极原料配方由如下重量份原料组成：99份、导电剂9份、粘结剂6份；其余方法及步骤与实施例1相同；所述正电极活性物质为licoo2与ncm按质量比1：1.2组成，正电极活性物质的粒径d50为6μm；所述的由导电剂由碳纳米管、导电炭黑组成，其中碳纳米管的质量占导电剂的75%，所述粘结剂为pvdf。实施例4一种可快速充电的锂离子电池正极片实施例4正电极片的原料组成重量份与实施例1相同，主要区别在于制备正电极片过程中的操作参数不同。所述电池正极片的制备方法，具体操作步骤如下：（1）所述正电极活性物质的前处理：先加入蒸馏水至完全浸过粒径d50为6.0μm的正电极活性物质，再加入正电极活性物质质量0.05%的纳米态的铝锆复合氧化物，高速分散1h；将分散好的浆料经加热抽真空处理除去水分，得到的干料再经过400℃烧结，得处理后的正电极活性物质；（2）所述电池正极片的制备方法：加入质量为pvdf质量的1倍的nmp为溶剂，然后加入pvdf，高速分散形成胶液；再依次加入导电剂，形成导电胶；然后加入处理后的正电极活性物质，高速分散，制得正极浆料；将正极浆料涂覆于铝箔上，覆面密度为100g/m2，经烘干、压实后得所述的电池正极片；所述导电剂由碳纳米管、导电炭黑组成，其中碳纳米管的质量占导电剂的75%。实施例5一种可快速充电的锂离子电池正极片实施例5正电极片的原料组成重量份与实施例1相同，主要区别在于制备正电极片过程中的操作参数不同。所述电池正极片的制备方法，具体操作步骤如下：（1）所述正电极活性物质的前处理：先加入蒸馏水至完全浸过粒径d50为6.0μm的正电极活性物质，再加入正电极活性物质质量0.08%的纳米态的铝锆复合氧化物，高速分散4h；将分散好的浆料经加热抽真空处理除去水分，得到的干料再经过800℃烧结，得处理后的正电极活性物质；（2）所述电池正极片的制备方法：加入质量为pvdf质量的1.5倍的nmp为溶剂，然后加入pvdf，高速分散形成胶液；再依次加入导电剂，形成导电胶；然后加入处理后的正电极活性物质，高速分散，制得正极浆料；将正极浆料涂覆于铝箔上，覆面密度为220g/m2，经烘干、压实后得所述的电池正极片；所述导电剂由碳纳米管、导电炭黑组成，其中碳纳米管的质量占导电剂的75%。实施例6实施例6与实施例1的区别在于，所用正电极活性物质不同，实施例6所用的正电极活性物质只有licoo2，其余方法及步骤与实施例1相同。实施例7实施例7与实施例1的区别在于，所用正电极活性物质不同，实施例7所用的正电极活性物质只有ncm，其余方法及步骤与实施例1相同。实施例8实施例8与实施例1的区别在于，所用的正电极活性物质中licoo2与ncm的质量比与实施例1不同，所述licoo2与ncm的质量比为1：0.7；其余方法及步骤与实施例1相同。实施例9实施例9与实施例1的区别在于，所用的正电极活性物质中licoo2与ncm的质量比与实施例1不同，所述licoo2与ncm的质量比为1：1.4；其余方法及步骤与实施例1相同。对比例1一种可快速充电的锂离子电池正极片的制备工艺对比例1与实施例1的区别在于未对正电极活性物质licoo2进行前处理，其余方法及步骤与实施例1相同。对比例2对比例2与实施例1的区别在于,对比例2所用的电池正极片为市售常规的电池正极片。对比例3对比例3与实施例1的区别在于，所用的正电极活性物质只有licoo2，且未对正电极活性物质licoo2进行前处理；其余方法及步骤与实施例1相同。对比例4对比例4与实施例1的区别在于，所用的正电极活性物质只有ncm，且未对正电极活性物质ncm进行前处理；其余方法及步骤与实施例1相同。将上述实施例1~9和对比例1~4制得的电池正极片与常规的隔膜、电池负极片通过卷绕成卷芯，并注入的常规的电解液，制成含本发明所述的电池正极片的电池，对其电池的充电性能进行测试，具体结果如表1所示。表1含不同正极片电池的充电性能效果组别15c、4.2v恒流恒压充电温升（℃）15c、4.3v充电时间（min）15c/15c充放电循环寿命（次）、（容量保持率92.87%）实施例15.1　3.9　600　实施例29.4　21.5　482　实施例38.9　33.5　504　实施例411.245425实施例510.451461实施例611.678387实施例79.464412实施例86.829524实施例97.224538对比例114.6　108　207　对比例212.7　138　347　对比例318.4194122对比例417.8188118由表1数据可见，实施例1为最佳技术方案，所制得的含本发明所述正电极片的电池在充电过程中温升低、充电时间短、循环充放电寿命长；从实施例1与实施例2~3可看出，若电池正电极片的配方组成与实施例1不同，会使得含此正极片的电池在充电过程中温升比实施例1略高，充电时间比实施例1长，循环充放电寿命也较实施例1短；由实施例1与实施例4~5可看出，若正电极片的制备操作参数与实施例1不同，会造成含此正极片的电池在充电过程中温升变高，充电时间变长，循环充放电寿命也变短；从实施例1与实施例6~7可看出，若所用的正电极活性物质只有licoo2或只有ncm时，所得到的含此正极片的电池也相应出现了在充电过程中温升变高，充电时间变长，循环充放电寿命变短的情况；由实施例1与实施例8~9可看到，若正极活性物质中licoo2与ncm的质量比与实施例1不同，照样会导致含此正极片的电池在充电过程中存在温升变高，充电时间变长，循环充放电寿命变短的问题；由实施例1与对比例1可得，若正电极片所用的正极活性材料未按本发明所述方法进行前处理，会导致含此正极片的电池在充电过程中的温升较高、充电时间较长、循环充放电寿命也大幅降低；另外，由实施例1与对比例2的比较可看出，含本发明所述正极片的电池在充电过程中的低温升、短充电时间、长循环充放电寿命等性能远优于对比例2所述的含市售常规的正极片的电池；从实施例1与对比例3~4可得到，若所用的正电极活性物质只有licoo2、ncm中的其中一种，且未对正电极活性物质licoo2进行前处理时，含此种正极片的电池在充电过程中的温升最大、充电时间最长，循环充放电寿命最短。当前第1页12