锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池的制作方法_2

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为锂离子电池正极片10的导电剂,并针对性采用 相应的负极与之匹配,凭借碳纳米管良好的导电性能,有效的提高了锂离子电池的循环性 能,且碳纳米管能起到降低内阻和减少极化的作用,从而使锂离子电池的安全性能也得到 了提商。
[0070] 请参阅图3,一种锂离子电池的制备方法,包括以下步骤:
[0071] 按照上述步骤S10、S20制备锂离子电池正极片10。
[0072]S30、按照质量份数,将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、80?90份的水和3?5份的负极粘结剂混合搅拌制得负极楽料。
[0073] 负极粘结剂与其他组分同时搅拌,将有可能形成粘接块而增加混合均匀的难度, 因此负极浆料中各组分可分批混合,以提高混合搅拌的效率。
[0074] 具体在本实施方式中,步骤S30按以下步骤制备:
[0075] S310、按照质量份数,将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、80?90的水混合搅拌。
[0076]S320、按照质量份数,加入3?5份的负极粘结剂至步骤S310制得的混合物中混 合搅拌,制得负极浆料。
[0077]S330、除去负极浆料中的气泡。
[0078] 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。
[0079] 具体在本实施方式中,除去负极浆料中的气泡的方式为抽真空。
[0080] 进一步的,抽真空时保持真空度在-0. 08?-0.IMPa之间。
[0081] 可以理解,当负极浆料中不存在气泡,或者产生的气泡不足以影响产品的质量要 求时,步骤S330是可省略的。
[0082]S340、对负极浆料进行过滤。
[0083] 过滤的目的主要是除去负极浆料中的颗粒物,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。
[0084] 可以理解,当负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S340是可省略的。
[0085] 可以理解,步骤S330、S340相互独立,没有先后顺序。
[0086] S40、将负极浆料涂覆在负极集流体上形成负极活性层,干燥后制得负极片。进一 步的,为避免负极浆料凝固而导致涂覆步骤无法进行,根据负极浆料的实际物理性状,应控 制步骤S20在60?100°C的温度环境并保持8?lOm/min的速度下进行。
[0087] S50,将正极片10、隔膜和负极片层叠并卷绕成电芯。
[0088] 具体在本实施方式中,步骤S50按照以下步骤制备:
[0089]S510,对正极片10进行压制处理。
[0090] 进一步的,对正极片10压制厚度至135?170±2iim。
[0091] S520,将负极片进行压制处理。
[0092] 进一步的,对负极片压制厚度至150?175±2iim。
[0093] 可以理解,步骤S510、S520相互独立,没有先后顺序。
[0094] S530,将正极片10进行切割处理。
[0095] 进一步的,对正极片10切割成宽57?58mm、长400?700mm。
[0096]S540,将负极片进行切割处理。
[0097] 进一步的,对负极片切割成宽59?60mm、长为500?800mm。
[0098] 可以理解,步骤S510、S520相互独立,没有先后顺序。
[0099]S550,将上述经压制处理及切割处理后的正极片10进行烘干。
[0100] S560,将上述经压制处理及切割处理后的负极片进行烘干。
[0101] 可以理解,步骤S550、S560相互独立,没有先后顺序。
[0102] 可以理解,步骤S550、S560是可省略的。
[0103]S570,将锂离子电池正极片10、隔膜和负极片依次层叠,卷绕成电芯。
[0104] 进一步的,电芯的直径控制在17. 45?17. 56mm之间。
[0105]S60,将电芯装入壳体,然后在壳体内注入电解液,并用盖帽密封,制得锂离子电 池。
[0106] 以碳纳米管作为导电剂制成的锂离子电池正极片10,与负极片共同组装成电池, 与传统工艺相比,制备过程简单,因此可有效提高生产效率。
[0107] 以下结合具体实施例对上述使用碳纳米管作为导电剂的锂离子电池进行详细说 明。
[0108] 实施例1
[0109] (1)制备正极片10
[0110] 将16g的N-甲基吡咯烷酮、I. 5g的聚偏二氟乙烯加入制胶锅内,采用双转速组合 搅拌机,在高速1500r/min、慢速30r/min条件下,搅拌30min,制得第一混合物。
[0111] 加入〇. 6g的碳纳米管,采用双转速组合搅拌机,在高速1500r/min、慢速30条件 下,搅拌60min,制得第二混合物。
[0112] 对制胶锅抽真空,保持锅内真空度在-0. 08?-0.IMPa之间,持续抽真空30min。
[0113] 加入98. 07g的磷酸铁锂和锰酸锂按质量比1 :0. 8配比的混合物,采用单转速搅拌 机,转速控制在1500r/min,搅拌150min,制得正极楽料。
[0114] 对制胶锅抽真空,保持锅内真空度在-0. 08?-0.IMPa之间,持续抽真空30min。
[0115] 将正极浆料通过150目滤网过滤。
[0116] 在KKTC条件下,将正极浆料涂覆在18iim的正极集流体110上形成正极活性层 130,涂覆速度控制在10m/min。
[0117] ⑵制备负极片
[0118] 将90g的石黑烯、2g的乙炔黑、2g的羧甲基纤维素钠、90g的去离子水加入制胶锅 内,混合搅拌300min,搅拌转速控制在2200r/min。
[0119] 加入5g的聚乙烯醇,搅拌60min,搅拌转速控制在1800r/min,制得负极楽料。
[0120] 对制胶锅抽真空,保持锅内真空度在-0. 08?-0.IMPa之间,持续抽真空30min。
[0121] 将负极浆料通过150目滤网过滤。
[0122] 在KKTC条件下,将负极浆料涂覆在7 的负极集流体上形成负极活性层,涂覆 速度控制在l〇m/min。
[0123] (3)制备电池
[0124] 将正极片10和负极片通过辊压机压制,使正极片10的厚度为135 ±2iim,负极片 的厚度为150±2iim。
[0125] 正极片10进行切割处理,使正极片10宽58mm,长400mm;负极片进行切割处理,使 负极片宽60mm,长500mm。
[0126] 把切割完成的正极片10、负极片分别放入烘箱中烘干。
[0127] 用卷绕机将正极片10、隔膜和负极片按顺序卷绕成电芯,电芯的直径控制在 17. 45mm,隔膜采用PE材料。
[0128] 将卷好的电芯装入壳体,在壳体内注入电解液,盖上盖帽,用封口机对壳体进行密 封处理,制得实施例1的电池。
[0129] 将电池搁置12h后,先以0. 2C恒流恒压充电500min,再将电池在45°C环境中搁 置72h。将电池冷却至常温后,先以0. 5C恒流恒压充电到4. 2V,截止电流为0. 01C,然后以 0. 2C恒流放电至3V,再以0. 5C恒流恒压充电到半满电,完成实施例1的电池的使用前处理 工作。
[0130] 实施例2
[0131] (1)制备正极片10
[0132] 将20g的二甲基乙酰胺、0. 9g的聚四氟乙烯加入制胶锅内,采用双转速组合搅拌 机,在高速2000r/min、慢速40r/min条件下,搅拌30min,制得第一混合物。
[0133] 加入Ig的碳纳米管,采用双转速组合搅拌机,在高速2000r/min、慢速40r/min条 件下,搅拌60min,制得第二混合物。
[0134] 对制胶锅抽真空,保持锅内真空度在-0. 08?-0.IMPa之间,持续抽真空30min。
[0135] 加入97. 37g的镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂按照质量比1 :1配比的混合物,采用单转 速搅拌机,转速控制在2200r/min,搅拌120min,制得正极浆料。
[0136] 对制胶锅抽真空,保持锅内真空度在-0. 08?-0.IMPa之间,持续抽真空30min。
[0137] 将正极浆料通过150目滤网过滤。
[0138] 在140°C条件下,将正极浆料涂覆在12 的正极集流体110上形成正极活性层 130,涂覆速度控制在8m/min。
[0139] (2)制备负极片
[0140] 将95g的硅炭和石黑烯按照质量比0. 5 :1配比的混合物、Ig的乙炔黑、Ig的羧甲 基纤维素钠、80g的去离子水,混合搅拌300min,搅拌转速控制在1800r/min。
[0141] 加入3g的聚四氟乙烯和聚乙烯醇按照体积比1 :1配比的混合物,搅拌60min,搅 拌转速控制在2200r/min,制得负极浆料。
[0142] 对制胶锅抽真空,保持锅内真空度在-0. 08?-0.IMPa之间,持续抽真空30min。
[0143] 将负极浆料通过150目滤网过滤。
[0144] 在60°C条件下,将负极浆料涂覆在11Um的负极集流体上形成负极活性层,涂覆 速度控制在8m/min。
[0145] (3)制备电池
[0146] 将正极片10和负极片通过辊压机压制,使正极片10的厚度为170±2iim,负极片 的厚度为175±2iim。
[0147] 正极片10进行切割处理,使宽57臟,长700mm;负极片进行切割处理,使负极片宽 59mm,长 800mm。
[0148] 把切割完成的正极片10、负极片分别放入烘箱中烘干。
[0149] 用卷绕机将正极片10、隔膜和负极片按顺序卷绕成电芯,电芯的直径控制在 17. 56臟,隔膜采用PPPE
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