锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锂离子电池领域，特别是涉及一种锂离子电池正极片及其制备方法， 以及锂离子电池。
【背景技术】
[0002] 推动笔记本、移动电源、电动自行车、电动工具、电动汽车的产业化，已成为中国各 工业产业结构调整和跨越式发展的切入点。笔记本、移动电源、电动自行车、电动工具、电 动汽车的关键技术之一就是开发并制造出符合安全和环保要求且容量高、寿命长的产品电 池。
[0003] 锂离子电池相比其他电池，在比功率、比能量和循环性能上有优异的体现，因此也 成为了笔记本、移动电源、电动自行车、电动工具、电动汽车用电池的首选。
[0004] 随着人们对此类电子产品依赖度的提高，电子产品功能升级和多样化的拓展，对 锂离子电池的性能仍有更高的要求，但目前的传统锂离子电池其循环性能、安全性能等已 非常趋近理论上限。
【发明内容】
[0005] 基于此，有必要提供一种可提高锂离子电池循环性能和安全性能的锂离子电池正 极片及其制备方法，另外还提供了 一种采用这种锂离子电池正极片的锂离子电池。
[0006] -种锂离子电池正极片，包括正极集流体以及涂覆在正极集流体表面的正极活性 层，按质量份数正极活性层的材料包括〇. 9?1. 5份的正极粘结剂、0. 6?1份的碳纳米管 和90?100份的正极活性材料。
[0007] 在其中一个实施例中，正极粘结剂选自聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯中的一种，正 极活性材料选自磷酸铁锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂中的至少一种。
[0008] -种锂离子电池正极片的制备方法，包括如下步骤：
[0009] 按照质量份数将16?20份的正极溶剂、0. 9?1. 5份的正极粘结剂、0. 6?1份 的碳纳米管和90?100份的正极活性材料混合均匀制得正极浆料；
[0010] 将正极浆料涂覆于正极集流体上形成正极活性层，干燥后得到锂离子电池正极 片。
[0011] 在其中一个实施例中，正极浆料的制备方法具体包括如下步骤：
[0012] 将正极溶剂和正极粘结剂混合搅拌制得第一混合物；
[0013] 将碳纳米管加入至第一混合物中并搅拌制得第二混合物；
[0014] 除去第二混合物中的气泡；
[0015] 将正极活性材料加入至第二混合物中并搅拌制得正极浆料；
[0016] 除去正极浆料中的气泡；
[0017] 对正极浆料进行过滤。
[0018] 在其中一个实施例中，正极楽料在100?140°C条件下，以8?10m/min的速度涂 覆于正极集流体上。
[0019] 一种锂离子电池，包括负极片、隔膜和权利要求1或2的锂离子电池正极片，负极 片、隔膜和锂离子电池正极片依次层叠卷绕。
[0020] 在其中一个实施例中，负极片包括负极集流体以及涂覆在负极集流体表面的负极 活性层，按质量份数负极活性层的材料包括90?95份的负极活性材料、1?2份的负极导 电剂、1?2份的负极分散剂、3?5份的负极粘结剂和80?90份的水。
[0021] 在其中一个实施例中，负极活性材料选自石黑碳、石黑烯和硅碳中的至少一种，负 极导电剂为乙炔黑，负极分散剂为羧甲基纤维素钠，负极粘结剂选自聚乙烯醇和聚四氟乙 烯中的至少一种。
[0022] 在其中一个实施例中，负极活性层在60?100°C条件下，以8?10m/min的速度涂 覆于负极集流体上。
[0023] 这种锂离子电池正极片选择碳纳米管作为导电剂，碳纳米管导电性良好，其管状 结构在反复充放电过程中不会出现坍塌，与传统导电剂相比，碳纳米管能够有效提高使用 这种锂离子电池正极片的电池的循环性能，还能起到降低内阻、减少极化的作用，从而提高 使用这种锂离子电池正极片的电池的安全性能。
【附图说明】
[0024] 图1为一实施方式的锂离子电池正极片的剖视图；
[0025] 图2为一实施方式的锂离子电池正极片的制备方法的流程示意图；
[0026] 图3为一实施方式的锂离子电池的制备方法的流程示意图；
[0027] 图4为实施例3制得的锂离子电池与对比例制得的锂离子电池的电性能测试结果 示意图。
【具体实施方式】
[0028] 为了便于理解本发明，下面将用具体实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本 发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这实施例 的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0029] 请参阅图1，一种锂离子电池正极片10,包括正极集流体110以及涂覆在正极集流 体110表面的正极活性层130,按质量份数，正极活性层130的材料包括0. 9?1. 5份的正 极粘结剂、〇. 6?1份的碳纳米管和90?100份的正极活性材料。
[0030] 进一步的，正极粘结剂选自聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯中的一种。
[0031] 进一步的，正极活性材料选自选自磷酸铁锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂和镍钴 铝酸锂中的至少一种。
[0032] 进一步的，按质量份数，正极活性层130的材料中正极活性材料取97. 37?98. 07 份。
[0033] 正极活性层130 -般覆盖正极集流体110的双面。
[0034] 这种锂离子电池正极片10选择碳纳米管作为导电剂，碳纳米管导电性良好，其管 状结构在反复充放电过程中不会出现坍塌，与传统导电剂相比，碳纳米管能够有效提高使 用这种锂离子电池正极片10的电池的循环性能，还能起到降低内阻、减少极化的作用，从 而提高使用这种锂离子电池正极片10的电池的安全性能。
[0035] 请参阅图2,上述锂离子电池正极片10的制备方法，包括如下步骤：
[0036] S10、按照质量份数，将16?20份的正极溶剂、0. 9?1. 5份的粘结剂、0. 6?1份 的碳纳米管和90?100份的正极活性材料混合搅拌制得正极浆料。
[0037] 正极粘结剂未完全分散在溶剂中时，将有可能与碳纳米管、正极活性材料粘接成 块，从而增加混合均匀的难度。因此正极浆料的各组分可分批混合，以提高混合搅拌的效 率。
[0038] 进一步的，正极溶剂选自N-甲基吡咯烷酮和二甲基乙酰胺中的至少一种。
[0039] 具体在本实施方式中，步骤SlO按以下步骤制备：
[0040]S110、按照质量份数，将16?20份的正极溶剂、0. 9?1. 5份的正极粘结剂混合搅 拌，制得第一混合物。
[0041] 将正极粘结剂充分分散在正极溶剂中，避免正极粘结剂与其他组分粘接成块。
[0042] S120、按照质量份数，加入0. 6?1份的碳纳米管至第一混合物中混合搅拌，制得 第二混合物。
[0043] S130、除去第二混合物中的气泡。
[0044] 除气泡的方法有物理方法和化学方法，物理方法包括慢速搅拌、抽真空等，化学方 法包括加入消泡剂等。
[0045] 具体在本实施方式中，除去第二混合中的气泡的方式为抽真空。
[0046] 进一步的，抽真空时保持真空度在-0. 08?-0.IMPa之间。
[0047] 可以理解，当第二混合物中不存在气泡，或者产生的气泡不足以影响产品的质量 要求时，步骤S130是可省略的。
[0048] S140、按照质量份数，将90?100份的正极活性材料加入至第二混合物中混合搅 拌，制得正极浆料。
[0049] 进一步的，按质量份数，正极活性材料取97. 37?98. 07份。
[0050] S150、除去正极浆料中的气泡。
[0051] 步骤S150同理步骤S130。具体在本实施方式中，除去正极浆料中的气泡的方式为 抽真空。
[0052] 进一步的，抽真空时保持真空度在-0. 08?-0.IMPa之间。
[0053] 可以理解，当第二混合物中不存在气泡，或者产生的气泡不足以影响产品的质量 要求时，步骤S130是可省略的。
[0054] S160、对正极浆料进行过滤。
[0055] 过滤的目的主要是除去正极浆料中的颗粒物，这些颗粒物可能由于搅拌不充分， 或者组分不纯等外界因素而产生的。
[0056] 可以理解，当正极浆料中不存在颗粒物时，或者存在的颗粒物不足以影响产品的 质量要求时，步骤S160是可省略的。
[0057] 可以理解，步骤S150、S160相互独立，没有先后顺序。
[0058] S20、将正极浆料涂覆在正极集流体110上形成正极活性层130,干燥后制得正极 片10。
[0059] 进一步的，为避免正极浆料凝固而导致涂覆步骤无法进行，根据正极浆料的实际 物理性状，应控制步骤S20在100?140°C的温度环境并保持8?lOm/min的速度下进行。
[0060] 在上述制备工艺中，将碳纳米管与其他成分搅拌混合制成正极浆料，直接涂覆在 正极集流体110上形成正极活性层130,即得到锂离子电池正极片10,因此制备工艺简单， 可有效提高生产效率。
[0061] 一种锂离子电池，包括负极片、隔膜和上述的锂离子电池正极片10,负极片、隔膜 和锂离子电池正极片10依次层叠卷绕。
[0062] 进一步的，负极片包括负极集流体以及涂覆在负极集流体表面的负极活性层，按 质量份数，负极活性层的材料包括90?95份的负极活性材料、1?2份的负极导电剂、1? 2份的负极分散剂、3?5份的负极粘结剂和80?90份的水。
[0063] 进一步的，负极活性材料选自石黑碳、石黑烯和硅碳中的至少一种
[0064] 进一步的，负极导电剂为乙炔黑。
[0065] 进一步的，负极分散剂为羧甲基纤维素钠。
[0066] 进一步的，负极粘结剂选自聚乙烯醇和聚四氟乙烯的至少一种。
[0067] 负极活性层一般覆盖负极集流体的双面。
[0068] 进一步的，隔膜的材料选自PP、PPPE和PE中的至少一种。
[0069] 上述锂离子电池以碳纳米管作