一种含PTC涂层的锂离子电池极片的制备方法与流程

文档序号:18978266发布日期:2019-10-29 03:28阅读:377来源:国知局

本发明涉及锂电池元件制备技术领域,尤其涉及一种含ptc涂层的锂离子电池极片的制备方法。



背景技术:

近年来,随着能源的枯竭和人们对环保的要求,锂离子电池因其高能量密度和长循环寿命等特点,已成为动力能源的首选。但锂离子电池的安全性问题一直是一大障碍,因此锂离子电池的安全问题备受人们关注。



技术实现要素:

本发明为了解决现有技术的上述不足,提出了一种含ptc涂层的锂离子电池极片的制备方法。

为了解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案;一种含ptc涂层的锂离子电池极片的制备方法,其特征在于:步骤包括:将锂离子电池的正极活性材料或者负极活性材料与导电剂、粘结剂按一定比例混合,经过搅拌后得正极浆料或负极浆料,将搅拌后的浆料与溶胶混合,将混合之后浆料涂覆于集流体之前,先预涂覆陶瓷ptc涂层浆料,全部涂覆完毕后进行烘干制成电池极片;

所述陶瓷ptc涂层由钛酸钡、二氧化钛、五氧化二钽、氧化镧、四氧化三铅、碳酸钙、氧化锰组成。

进一步,该陶瓷ptc涂层中的组分以质量份数计:钛酸钡70-85份,二氧化钛3-8份,五氧化二钽3-10份,氧化镧2-5份,四氧化三铅2-5份,碳酸钙2-5份。氧化锰1-4份

进一步,添加与所述陶瓷ptc涂层的组分总重量比例1:1的离子水,将其搅拌制备成陶瓷ptc涂层浆料。

进一步,预涂覆陶瓷ptc涂层浆料之后进行烘干烧结,升温速率为200℃/小时,升温至1250℃后保温1小时,降温速率为250℃/小时,降温至常温,制得陶瓷涂层。

进一步,陶瓷涂层的厚度为2-6mm。

进一步,将陶瓷浆料喷涂或刮涂或琨涂在陶瓷涂层表面。

进一步,搅拌速度为800转/min,时间为30min。

进一步,导电剂为导电碳黑,导电炭黑是super-p、ks-6、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种以上的混合物。

进一步,浆料涂覆于集流体表面工序由转移式涂布机或喷涂式涂布机在20-300℃温度区间内进行。

进一步,通过涂布机上的红外射线测试厚度,实时监测面积质量密度,面积质量密度为1mg/cm2以上。

与现有技术相比,本发明的有益效果:1.陶瓷ptc涂层是一种半导体发热陶瓷,当外界温度降低,ptc的电阻值随之减小,发热量相应增加,当电池温度超过居里点温度后,电阻增加,从而限制电流增加,避免因温度过高而爆炸造成安全隐患;增加量化的技术效果

2.利用这种阻温特性做成加热源,作为加热元件还可对电池起到过热保护作用;

3.浆料和集流体之间还涂覆有陶瓷ptc涂层,温度不能通过集流体进行转移,温度转移速度大大降低,从而降低爆炸等危险。

4.利用红外射线监测面密度,避免引起大批量的极片因涂敷量不合格而报废;

5.导电炭黑可以提高锂离子电池正负极极片的粘结力和压实密度,有利于电池体积能量密度的提升。

具体实施方式

下面结合实施例对发明进行详细的说明。

实施例1

本发明提出的一种含ptc涂层的锂离子电池极片的制备方法,包括步骤步骤:将锂离子电池的正极活性材料或者负极活性材料与导电剂(导电剂为导电碳黑)、粘结剂(市面上成分为合成树脂的即可)按重量比例3:1:1混合,经过搅拌后得正极浆料或负极浆料,将搅拌后的浆料与溶胶按照重量比例4:1混合,混合后的浆料通过喷涂式涂布机喷涂在陶瓷ptc涂层表面,陶瓷ptc涂层的原料由钛酸钡70份,二氧化钛3份,五氧化二钽5份,氧化镧2份,四氧化三铅3份,碳酸钙3份,氧化锰2份组成,原料于离子水混合搅拌制备成陶瓷ptc涂层浆料,离子水于原料总重量比例为1:1,搅拌速度为800转/min,搅拌时间为30min,搅拌完成后,将陶瓷ptc涂层浆料涂覆于集流体表面上,在升温速率为200℃/小时,升温至1250℃后保温1小时,降温速率为250℃/小时,降温至常温,制得陶瓷ptc涂层,再将浆料全部喷涂于陶瓷ptc涂层后,最后进行烘干制成电池极片。

氧化镧用于改进钛酸钡的温度相依性和介电性质;

实施例2

在实施例1的基础上进一步优化,陶瓷ptc涂层的原料由钛酸钡85份,二氧化钛8份,五氧化二钽10份,氧化镧4份,四氧化三铅3份,碳酸钙5份,氧化锰4份组成,和离子水总重量比例1:1混合搅拌,搅拌完成涂覆于集流体表面后,在升温速率为在升温速率为200℃/小时,升温至1250℃后保温1小时,降温速率为250℃/小时,降温至常温,制得陶瓷ptc涂层,再将浆料全部喷涂于陶瓷ptc涂层后,最后进行烘干制成电池极片。

实施例3

在实施例1的基础上进行变动,陶瓷ptc涂层的原料由钛酸钡85份,二氧化钛8份,五氧化二钽3份,氧化三铅3份,碳酸钙5份,氧化锰4份组成,和离子水总重量比例1:1混合搅拌,搅拌完成涂覆于集流体表面后,在升温速率为在升温速率为200℃/小时,升温至1250℃后保温1小时,降温速率为250℃/小时,降温至常温,制得陶瓷ptc涂层,再将浆料全部喷涂于陶瓷ptc涂层后,最后进行烘干制成电池极片。

实施例4

实施例1中的导电剂为导电炭黑,导电炭黑是super-p、ks-6、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种以上的混合物,可以提高锂离子电池正负极极片的粘结力和压实密度,有利于电池体积能量密度的提升。

实施例5

在实施例1或实施例2或实施例3的基础上进一步优化,在将浆料涂覆与集流体表面工序可由加温的转移式涂布机、喷涂式涂布机及其他可用于锂离子电池生产的涂布机在20-300℃温度区间内进行高温涂布,且在在涂布过程中,通过涂布机上的红外射线测试厚度,通过换算实时监测面密度,面积质量密度为1mg/cm2以上,利用红外射线监测面密度,避免引起大批量的极片因涂敷量不合格而报废。

电池性能对比

上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种含PTC涂层的锂离子电池极片的制备方法,其特征在于:步骤包括:将锂离子电池的正极活性材料或者负极活性材料与导电剂、粘结剂按一定比例混合,经过搅拌后得正极浆料或负极浆料,将搅拌后的浆料与溶胶混合,将混合之后浆料涂覆于集流体之前,先预涂覆陶瓷PTC涂层浆料,全部涂覆完毕后进行烘干制成电池极片,所述陶瓷PTC涂层由钛酸钡、二氧化钛、五氧化二钽、氧化镧、四氧化三铅、碳酸钙、氧化锰组成。本发明利用这种阻温特性做成加热源,作为加热元件还可对电池起到过热保护作用。

技术研发人员:侯伟;侯民;郭农庆
受保护的技术使用者:江西力能新能源科技有限公司
技术研发日:2019.06.05
技术公布日:2019.10.25
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