一种锂锰电池正极片的制作方法

本发明涉及锂锰电池，特别涉及一种锂锰电池正极片。
背景技术：
：在现有的正极材料层表面涂覆一层高安全的涂层，普遍的涂层种类有相对安全性较高的锂离子正极氧化物材料，纳米级无机物材料、高分子材料。近年来研究发现在正极材料上进行涂层也是提高锂离子电池安全性能的重要手段之一，而涂层的材料选择以及涂层材料的加工工艺对电池安全性能的提高至关重要。现有技术所采用的涂层材料和涂层浆料的加工工艺易引起涂层材料的微量掉粉，不仅在一定程度上影响了电池自身的电化学性能，同时也无法有效地改善电池的安全性能。锂电池的安全性非常重要，锂电池内部正、负极结构直接关系到电池的安全性能，目前的锂离子电池生产过程中需要对正极片焊接引线的区域进行保护，以避免由于焊接区的技术毛刺刺破隔膜和极片断带，电池产生短路的破坏性后果发生，现有的对正极焊接区的保护胶带采用的都是普通的终止胶带，该胶带虽能起到对正极片焊接引线区域的保护，但不能达到高温性能及吸附电解液，同时使用的一般胶带无法使覆盖到敷料区的锂离子自由嵌脱，对电池敷料区的浪费和影响电池设计的一致性。同时不能对该区域的锂离子自由嵌脱，从而影响电池的性能。技术实现要素：为解决现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种在保证电池电化学性能的前提下，同时能有效提高锂锰电池安全性能的锂锰电池正极片。本发明的方案为：一种锂锰电池正极片，包括正极材料层、氧化物陶瓷层、集流体、引线、高温胶带；所述的正极材料层位于整个正极片右端；氧化物陶瓷层涂抹正极材料层上下两端面；集流体位于引线、高温胶带下端端面，并位于整个正极片左端。引线焊接在正极料留白的集流体上，所述的引线端面粘贴有高温胶带；所述的引线、高温胶带设置在集流体外壁。上述锂锰电池正极片的制备工艺，其具体操作步骤为:一种锂锰电池正极片，将正极材料锰粉质量比为81～85.9％、导电剂4～7.9％、粘结剂6～8.9％、溶剂55％中加入质量百分比为90～97.8％的氧化物陶瓷粉体与0.5～3％的分散剂混合均匀后进行粉碎，制成的正极浆料，再将正极浆料烘干后通过碾压均匀涂覆在集流体上，得到表面具有正极材料层的集流体；将引线集流体焊接连接；然后将集流体外端粘贴高温胶带，正极材料层外端均匀涂抹氧化物陶瓷层即可得到正极片，正极片厚度为0.4mm。优选地，其中氧化物陶瓷层的涂覆方法步骤如下：(1).将质量百分比为90～97.8％的氧化物陶瓷粉体与0.5～3％的分散剂混合均匀后进行粉碎，使其粉体d50控制在0.1～0.8μm之间，再加入去离子水进行分散，搅拌2～3h后静置2h后，进行烘干处理；(2).将上述氧化物陶瓷浆料均匀地涂覆在已经涂覆于集流体上的正极材料上，氧化物陶瓷浆料的涂覆厚度控制在5～10μm之间，干燥后制得锂电池正极片。优选地，上述步骤(1)中烘干过程中，烘烤温度分三个阶段：第一阶段设定100℃、5-7h，第二阶段设定200℃、5-7h，第三阶段设定275℃、19h以上后方可使用。优选地，为具有很好的延展性，其导电性和导热性，所述的集流体3采用其密度为：10.53g/m3，熔点：961℃，电阻率：1.586×10∧-8ω.m(20℃)的银丝编织而成为网状结构。优选地，所述的高温胶带5采用聚酰亚胺材料制成优选地，所述的引线4为铝镍复合带，采用超声焊接方式与正极片上的集流体3焊接在一起。优选地，所述氧化物陶瓷粉体为三氧化二铝，正极材料层1的厚度与氧化物陶瓷层2的厚度比控制在20:1。本发明一种锂锰电池正极片，有益技术效果：1.一方面选择了氧化物陶瓷材料作为涂层材料，有效地减少了电池短路的发生，当电池发生短路时，可隔绝极片表面热量的积累，防止极片的进一步热失控；2.本发明不仅对涂层材料氧化物陶瓷粉体进行了处理，控制其粒径尺寸，大幅减少了电池界面阻抗，额外提供电子传输隧道，隔离了电解液对正极材料的直接接触，减少了电解液与正极材料副反应的发生，并且能容纳锂离子脱嵌过程中的体积变化，防止电极结构的破坏，还对氧化物陶瓷粉体的制浆过程及体系进行了控制，提高了浆料分散均一性，同时能有效地防止陶瓷粉体的微量脱落，在有效保证电池安全性的前提下，对电池自身的电化学性能也不造成影响；3.同时粘贴的胶带能起到黏贴作用，在正极片二次高温处理时胶带粘结效果非常优越，又能保护毛刺不会刺破锂电池隔膜；在保证电池电化学性能的同时，提高电池的安全性能；工艺步骤简单，易实现工业化生产。附图说明图1：为本发明一种锂锰电池正极片的结构示意图；图中：1为正极材料层、2为氧化物陶瓷层、3为集流体、4为引线、5为高温胶带。具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示的一种锂锰电池正极片，包括正极材料层1、氧化物陶瓷层2、集流体3、引线4、高温胶带5；所述的正极材料层1位于整个正极片右端；氧化物陶瓷层涂抹正极材料层上下两端面；集流体3位于引线4、高温胶带5下端端面，并位于整个正极片左端。引线4焊接在正极料留白的集流体3上，所述的引线4端面粘贴有高温胶带5；所述的引线4、高温胶带5设置在集流体3外壁。上述锂锰电池正极片的制备工艺，其具体操作步骤为:实施例1:一种锂锰电池正极片，将正极材料锰粉质量比为81～85.9％、导电剂4～7.9％、粘结剂6～8.9％、溶剂55％中加入质量百分比为90～97.8％的氧化物陶瓷粉体与0.5～3％的分散剂混合均匀后进行粉碎，制成的正极浆料，再将正极浆料烘干后通过碾压均匀涂覆在集流体3上，得到表面具有正极材料层1的集流体3；将引线4集流体3焊接连接；然后将集流体3外端粘贴高温胶带5，正极材料层1外端均匀涂抹氧化物陶瓷层2即可得到正极片，正极片厚度为0.4mm。实施例2:现有技术的一种锂锰电池正极片，将正极材料锰粉质量比为81～85.9％、导电剂4～7.9％、粘结剂6～8.9％、溶剂55％中分散剂混合均匀后进行粉碎，制成的正极浆料，再将正极浆料烘干后通过碾压均匀涂覆在集流体3上，得到表面具有正极材料层1的集流体3；将引线4、集流体3焊接连接；然后将集流体3外端粘贴高温胶带，正极材料层1外端均匀涂抹氧化物陶瓷层2即可得到正极片，正极片厚度为0.4mm。优选地，其中氧化物陶瓷层的涂覆方法步骤如下：(1).将质量百分比为90～97.8％的氧化物陶瓷粉体与0.5～3％的分散剂混合均匀后进行粉碎，使其粉体d50控制在0.1～0.8μm之间，再加入去离子水进行分散，搅拌2～3h后静置2h后，进行烘干处理；(2)将上述氧化物陶瓷浆料均匀地涂覆在已经涂覆于集流体上的正极材料上，氧化物陶瓷浆料的涂覆厚度控制在5～10μm之间，干燥后制得锂电池正极片。优选地，上述步骤(1)中烘干过程中，烘烤温度分三个阶段：第一阶段设定100℃、5-7h，第二阶段设定200℃、5-7h，第三阶段设定275℃、19h以上后方可使用。优选地，为具有很好的延展性，其导电性和导热性，所述的集流体3采用其密度为：10.53g/m3，熔点：961℃，电阻率：1.586×10∧-8ω.m(20℃)的银丝编织而成为网状结构。优选地，所述的高温胶带5采用聚酰亚胺材料制成优选地，所述的引线4为铝镍复合带，采用超声焊接方式与正极片上的集流体3焊接在一起。优选地，所述氧化物陶瓷粉体为三氧化二铝，正极材料层1的厚度与氧化物陶瓷层2的厚度比控制在20:1。如下表1：同时将这两种电池进行安全测试，每种测试各测200只电池，对比两种电池的测试结果，直至测试结束，没有出现爆炸、起火、泄漏为测试通过。测试名称实施例1实施例2热冲击通过1/2通过振动通过通过温度循环通过1/2通过外部短路通过通过重物冲击通过通过强制放电通过1/2通过非正常充电通过通过深度放电通过1/2通过表1通过对比测试可以看出，采用本发明的锂锰电池正极片所制得的电池的安全性能优于现有技术的电池的安全性能。本发明一种锂锰电池正极片，一方面选择了氧化物陶瓷材料作为涂层材料，有效地减少了电池短路的发生，当电池发生短路时，可隔绝极片表面热量的积累，防止极片的进一步热失控；另一方面，本发明不仅对涂层材料氧化物陶瓷粉体进行了处理，控制其粒径尺寸，大幅减少了电池界面阻抗，额外提供电子传输隧道，隔离了电解液对正极材料的直接接触，减少了电解液与正极材料副反应的发生，并且能容纳锂离子脱嵌过程中的体积变化，防止电极结构的破坏，还对氧化物陶瓷粉体的制浆过程及体系进行了控制，提高了浆料分散均一性，同时能有效地防止陶瓷粉体的微量脱落，在有效保证电池安全性的前提下，对电池自身的电化学性能也不造成影响。同时粘贴的胶带能起到黏贴作用，在正极片二次高温处理时胶带粘结效果非常优越，又能保护毛刺不会刺破锂电池隔膜；在保证电池电化学性能的同时，提高电池的安全性能；工艺步骤简单，易实现工业化生产。本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。当前第1页12