专利名称：锂离子二次电池正极片的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子二次电池正极片的制备方法，尤其是一种低成本且无污染 的锂离子二次电池正极片的制备方法。
背景技术：
锂离子二次电池作为一种绿色环保电池，具有工作电压高、比能量高和循环寿命 长等优点，因此近年来得到了迅速发展，被广泛应用在笔记本电脑、数码相机、手机、MP3、 MP4、电动自行车和电动摩托车等移动设备中。现有的锂离子二次电池正极片的生产工艺中，正极浆料中通常采用有机溶剂N， N-二甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂。NMP是一种无色透明液体，其沸点为202°C，闪点为 95°C，容易挥发且对眼睛和皮肤有刺激性。在正极片的制备工艺中，NMP不能直接排放到环 境中，需要通过设备回收利用。整个生产工艺中能源消耗严重，对环境有一定的污染性，且 生产成本高。有鉴于此，为了适应环保形势的需求，确有必要提供一种低成本且无污染的锂离 子二次电池正极片的制备方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本且无污染的锂离子二次电池正极 片的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子二次电池正极片的制备方法，其 包括以下步骤将正极活性物质、粘结剂、导电剂和添加剂通过溶剂搅拌分散均勻获得正极 浆料；将正极浆料均勻涂覆在正极集流体上并干燥；以及将经过干燥的涂覆有正极浆料的 正极集流体经辊压、切片制成正极片，其中，正极浆料采用的溶剂为去离子水或者N，N-二 甲基吡咯烷酮(NMP)重量含量为0 20%的去离子水。相对于现有技术，本发明锂离子二次电池正极片的制备方法具有以下有益技术效 果1、由于正极浆料采用去离子水或者N，N- 二甲基吡咯烷酮(NMP)重量含量为0 20%的去离子水作为溶剂，成本相对于NMP溶剂大大降低，且对环境没有污染；2、正极浆料采用去离子水或者N，N- 二甲基吡咯烷酮(NMP)重量含量为0 20% 的去离子水作为溶剂，水的沸点为100°C，远远低于NMP的沸点202°C，因此正极片干燥过程 中的烘干温度为70 100°C，较NMP溶剂的烘干温度低，有利于降低能耗；3、去离子水或者N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)重量含量为0 20%的去离子水为 不燃物，可以降低火灾风险。作为本发明锂离子二次电池正极片制备方法的一种改进，所述正极浆料中的粘结 剂为水性聚偏二氟乙烯乳液。作为本发明锂离子二次电池正极片制备方法的一种改进，所述正极浆料中的正极活性物质选自锂的过渡金属氧化物LiNi02、LiCoO2, LiVPO4, LiMnO2, Li2MnO4, LiFePO4, LiNixMn1^xO2, LiCoxNi1^xO2, LiC0l_(x+y), NixMnyO2 或其组合，其中，x、y、x+y < 1。作为本发明锂离子二次电池正极片制备方法的一种改进，所述正极浆料中的导电 剂为导电碳黑或纳米碳管或其组合。作为本发明锂离子二次电池正极片制备方法的一种改进，所述正极浆料中的添加 剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸或聚丙烯酸钠。
下面结合附图和具体实施方式
，对本发明锂离子二次电池正极片的制备方法及其 有益技术效果进行详细说明，其中图1为采用比较例方法获得的正极片的锂离子扣式电池，在室温下用0. 2C电流充 放电循环20次的循环寿命图。图2为采用本发明制备方法实施例1获得的正极片的锂离子扣式电池，在室温下 用0. 2C电流充放电循环20次的循环寿命图。图3为采用本发明制备方法实施例2获得的正极片的锂离子扣式电池，在室温下 用0. 2C电流充放电循环20次的循环寿命图。图4为采用本发明制备方法实施例3获得的正极片的锂离子扣式电池，在室温下 用0. 2C电流充放电循环20次的循环寿命图。
具体实施例方式下面结合实施例和附图，详细说明本发明锂离子二次电池正极片的制备方法，但 本发明的实施例不限于此。比较例正极片的制备将磷酸铁锂(LiFePO4)、导电碳黑(Super-P)、水性聚偏二氟乙烯按 重量比90.0 4.0 6.0与N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)混合，搅拌分散均勻得到涂布正 极片的正极浆料，搅拌过程中可以通过NMP调节粘度；然后，将正极浆料均勻地涂布在厚度 为14 μ m的正极集流体铝箔上并干燥，干燥温度为120 140°C;最后，经辊压、切片(即将 正极片进行裁减、切割成所需尺寸)，制得正极片。锂离子扣式电池的制备将根据上述制备方法获得的正极片、厚度为20 μ m的聚 丙烯(PP)隔离膜和负极片金属锂片顺序组装，经注液、封口制得锂离子扣式电池。图1所示为比较例中的锂离子扣式电池，在室温下用0. 2C电流充放电循环20次 的循环寿命图。实施例1正极片的制备将磷酸铁锂(LiFePO4)、导电碳黑(Super-Ρ)、聚丙烯酸(PAA)、水 性聚偏二氟乙烯乳液按重量比92 1.5 2 4. 5与去离子水混合，搅拌分散均勻得到涂 布正极片的正极浆料，搅拌过程中可以通过去离子水调节粘度；然后，将正极浆料均勻地涂 布在14 μ m厚的正极集流体铝箔上并干燥，干燥温度为70 90°C ；最后经辊压、切片(即 将正极片进行裁减、切割成所需尺寸)，制得正极片。锂离子扣式电池的制备将根据上述制备方法获得的正极片、厚度为20 μ m的聚 丙烯(PP)隔离膜和负极片金属锂片顺序组装，经注液、封口制得锂离子扣式电池。图2所示为本发明实施例1中的锂离子扣式电池，在室温下用0. 2C电流充放电循环20次的循环寿命图。实施例2正极片的制备将磷酸铁锂(LiFePO4)、导电碳黑(Super-P)、聚丙烯酸(PAA)、水 性聚偏二氟乙烯乳液按重量比92 1.5 2 4. 5与N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)重量含 量为20%的去离子水混合，搅拌分散均勻得到涂布正极片的正极浆料，搅拌过程中可以通 过去离子水调节粘度；然后，将正极浆料均勻地涂布在14 μ m厚的正极集流体铝箔上并干 燥，干燥温度为80 10(TC ；最后经辊压、切片(即将正极片进行裁减、切割成所需尺寸)， 制得正极片。锂离子扣式电池的制备将根据上述制备方法获得的正极片、厚度为20 μ m的聚 丙烯(PP)隔离膜和负极片金属锂片顺序组装，经注液、封口制得锂离子扣式电池。图3所示为本发明实施例2中的锂离子扣式电池，在室温下用0. 2C电流充放电循 环20次的循环寿命图。实施例3正极片的制备将钴酸锂(LiCoO2)、导电碳黑(Super-P)、聚丙烯酸(PAA)、水性聚 偏二氟乙烯乳液按重量比95. 5 1.5 1 2与去离子水混合，搅拌分散均勻得到涂布 正极片的正极浆料，搅拌过程中可以通过去离子水调节粘度；然后，将正极浆料均勻涂布在 14 μ m厚的正极集流体铝箔上并干燥，干燥温度为70 90°C ；最后，经辊压、切片(即将正 极片进行裁减、切割成所需尺寸)，制得正极片。锂离子扣式电池的制备将根据上述制备方法获得的正极片、厚度为20 μ m的聚 丙烯(PP)隔离膜和负极片金属锂片顺序组装，经注液、封口制得锂离子扣式电池。图4所示为本发明实施例3中的锂离子扣式电池，在室温下用0. 2C电流充放电循 环20次的循环寿命图。本发明锂离子二次电池正极片的制备方法不仅对环境没有污染，而且生产成本 低。从图2至图4的循环曲线中可以看出，采用本发明制备方法获得的正极片的锂离子二 次电池，其循环性能并没有明显变化，可以在实际生产过程中应用。需要说明的是，虽然本说明书中分别以正极活性物质LiFePO4和LiCoO2为例对本 发明制备方法进行说明，但是，根据本发明的其他实施方式，正极活性物质也可是LiM02、 LiMnO2, Li2MnO4, LiNixMn1^xO2, LiCoxNi1^xO2, LiC0l_(x+y)、NixMnyO2 或 LiVPO4 (χ、y、x+y < 1)，或 上述正极活性物质的组合；此外，导电剂也可以为导电碳黑或纳米碳管或其组合，添加剂可 以为羧甲基纤维素钠或聚丙烯酸钠。根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方 式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式
，对本发明的 一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用 了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
权利要求
一种锂离子二次电池正极片的制备方法，其包括以下步骤将正极活性物质、粘结剂、导电剂和添加剂通过溶剂搅拌分散均匀获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆在正极集流体上并干燥；以及将经过干燥的涂覆有正极浆料的正极集流体经辊压、切片制成正极片，其特征在于所述正极浆料采用的溶剂为去离子水或者N，N-二甲基吡咯烷酮重量含量为0～20％的去离子水。
2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池正极片的制备方法，其特征在于所述正极 浆料中的粘结剂为水性聚偏二氟乙烯乳液。
3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池正极片的制备方法，其特征在于所述正极 浆料中的正极活性物质选自锂的过渡金属氧化物LiNixMni_x02、LiCo02、LiNi02、LiC0l_(x+y)、 NixMny02、LiCOxNii—A、LiVP04、LiMn02、Li2Mn04、LiFeP04 或其组合，其中，x、y、x+y < 1。
4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池正极片的制备方法，其特征在于所述正极 浆料中的导电剂为导电碳黑或纳米碳管或其组合。
5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池正极片的制备方法，其特征在于所述正极 浆料中的添加剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸或聚丙烯酸钠。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子二次电池正极片的制备方法，其包括以下步骤将正极活性物质、粘结剂、导电剂和添加剂通过溶剂搅拌分散均匀获得正极浆料；将正极浆料均匀涂覆在正极集流体上并干燥；以及将经过干燥的涂覆有正极浆料的正极集流体经辊压、切片制成正极片，其中，正极浆料采用的溶剂为去离子水或者N，N-二甲基吡咯烷酮重量含量为0～20％的去离子水。本发明锂离子二次电池正极片的制备方法中，正极浆料采用的溶剂为去离子水或者N，N-二甲基吡咯烷酮重量含量为0～20％的去离子水，对环境没有污染，且可降低生产成本。
文档编号H01M4/62GK101887970SQ20101021323
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者周铁刚, 朱立宁, 杨勇, 涂健 申请人:宁德新能源科技有限公司;东莞新能源电子科技有限公司