一种动力电池用碳纳米管涂覆铝箔及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种动力电池铝箱，特别涉及一种动力电池用碳纳米管涂覆铝箱及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 在锂电池的结构中，铝箱是重要的内层组件之一，其表面性能影响了正极的界面 结构、内阻等，直接影响电池的倍率性能、容量发挥、循环性能等特性。现动力电池行业中普 遍采用非涂覆双光铝箱作为正极集流体，正极具体结构如图1所示。
[0003] 正极活性物质一般由磷酸铁锂（平均粒径2~10 μ m，比表面积10~20m2/g)、三 元材料（平均粒径8 μ m~16 μ m，比表面积0· 1~2m2/g)、导电剂Super-P (粒径5 μ m，比 表面积70m2/g)等混合粉末依靠聚偏氟乙烯粘结剂粘接在铝箱上。正常铝箱表面光滑无附 着物，因此存在小粒径、大比表面积的正极浆料与铝箱之间的接触面积较少、导电通道缺失 等问题，这就导致正常铝箱涂覆的正极粘结力差，内阻较大等问题。
【发明内容】
[0004] 本发明为了解决以下技术问题：软包锂电池的直流内阻偏大；正极活性物质与铝 箱粘结性差；大电流放电能力弱；低温性能差的技术缺陷，提供一种动力电池用碳纳米管 涂覆铝箱。
[0005] 本发明还提供一种动力电池用碳纳米管涂覆铝箱的制备方法。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007] -种动力电池用碳纳米管涂覆铝箱，将碳纳米管浆料均匀地涂覆在金属铝箱表 面，烘干，得到的复合铝箱作为正极集流体使用。
[0008] 碳纳米管为高比表面积、高长径比结构，难以均匀分散，目前鲜有关于能分散碳纳 米管的报告；本发明在特殊分散剂C500的帮助下，能够制备均匀分散的浆料。本发明的碳 纳米管涂覆铝箱结构示意图如图3所示。由于涂覆铝箱表面有很多导电性的碳纳米管（涂 炭与正常铝箱对比如图2)，其与正极颗粒接触面积更大（碳-碳材料更易于粘结），且导电 通道丰富，因此有效的增加了正极与集流之间的粘结力，降低了电池内阻。
[0009] 作为优选，所述的碳纳米管浆料是由以下以质量分数计的组分混合而成：碳纳米 管5~12%、粘结剂3. 0%~5. 0%、分散剂0· 5%~4. 0%、溶剂79. 0%~87. 0%。
[0010] 作为优选，所述的溶剂为氮甲基吡咯烷酮，分散剂为分散剂C500,粘结剂为聚偏氟 乙烯。
[0011] -种所述的动力电池用碳纳米管涂覆铝箱的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0012] a、浆料配制：将溶剂、粘结剂、分散剂、碳纳米管粉料按顺序加入双行星分散设备 进行混合分散，分散时间2h~4h ;
[0013] b、浆料性能检测：在出料口每隔30min取样1次，测量浆料的粒度分布、黏度、固含 量并分析其稳定性，浆料粘度在48小时内变化不超过5%，固含量在48小时内变化不超过 0.5%后进入下道工序；
[0014] c、涂布烘干：将上述浆料投入至高精锂电池涂布机中，按涂覆量0. 2~I. 8g/m2均 匀涂覆在铝箱表面，控制烘箱温度95~120°C，走速8~15m/min，使溶剂充分挥发；
[0015] d、铝箱碾压：将涂布后的铝箱经乳制机碾压，控制碾压压力8~10t，得成品碳纳 米管涂覆铝箱。
[0016] 本发明的优点在于：采用碳纳米管涂覆铝箱应用于正极极片中，由于碳纳米管增 加了电子导电通道和界面接触面积，因此提升了正极物质与集流体的粘结力，电池的直流 内阻得到显著下降，低温性能、倍率性能及循环寿命大幅提升。
【附图说明】
[0017] 图1是正常铝箱的正极结构；
[0018] 图2是碳纳米管涂覆铝箱和正常铝箱的扫描电镜图；
[0019] 图3是本发明采用碳纳米管涂覆铝箱的正极结构示意图；
[0020] 图4是不同正极集流体的直流内阻对比图；
[0021] 图5是不同正极集流体的低温放电曲线对比图；
[0022] 图6是不同正极集流体的循环寿命对比图；
[0023] 图7是不同正极集流体的IOC放电曲线对比图。
【具体实施方式】
[0024] 下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应 当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/ 或改变都将落入本发明保护范围。
[0025] 在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等 均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常 规方法。本发明中缩略语和关键术语定义如下：
[0026] 碳纳米管：由单层或多层石墨蜷曲而成的一维管状纳米材料。
[0027] 碳纳米管涂覆铝箱：将具有一定结构的碳纳米管浆料（碳纳米管与粘结剂混合的 在氮甲基吡咯烷酮溶液）均匀地涂覆在金属铝箱表面，烘干后制得的正极集流体。
[0028] 化成：用专用的电池充放电设备对半成品电池进行充放电，以完成电池的制造、检 测、筛选。
[0029] 实施例1
[0030] -种所述的动力电池用碳纳米管涂覆铝箱的制备方法，该方法步骤如下：
[0031] a、浆料配制：按照表1所示的配比，将溶剂、粘结剂、分散剂、碳纳米管粉料按顺序 加入双行星分散设备进行混合分散，分散时间2h~4h ;所述的溶剂为氮甲基吡咯烷酮，分 散剂为分散剂C500,粘结剂为聚偏氟乙烯；
[0032] b、浆料性能检测：在出料口每隔30min取样1次，测量浆料的粒度分布、黏度、固含 量并分析其稳定性，浆料粘度在48小时内变化不超过5%，固含量在48小时内变化不超过 0.5%后进入下道工序；
[0033] c、涂布烘干：将上述浆料投入至高精锂电池涂布机中，按涂覆量0. 2~I. 8g/m2均 匀涂覆在铝箱表面，控制烘箱温度95~120°C，走速8~15m/min，使溶剂充分挥发；
[0034] d、铝箱碾压：将涂布后的