一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料及涂有該陶瓷膜漿料極片的制備方法
【專利摘要】一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，配方為納米級氧化鋁或納米級二氧化硅中的一種或兩種混合30-50wt%，粘結(jié)劑2-6wt%，分散劑0.5-2wt%，成孔劑2-15wt%，溶劑40-60wt%，漿料采用高速分散，使?jié){料混合均勻；一種涂有該陶瓷膜漿料極片的制備方法，其步驟如下：將涂好的電池石墨負(fù)極片及鎳鈷錳三元正極片進(jìn)行首次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行首次噴涂陶瓷膜漿料；極片烘干后，再進(jìn)行二次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行二次噴涂陶瓷膜漿料；極片烘干后，再進(jìn)行三次輥壓處理并達(dá)到要求的極片厚度，且陶瓷膜的厚度控制在8-20μm；涂覆好的極片進(jìn)行高溫130-140℃加熱使成孔劑揮發(fā)，孔隙率控制在40-65%。
【專利說明】一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料及涂有該陶瓷膜漿料極片的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池，尤其涉及一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，還涉及一種涂有該陶瓷膜漿料極片的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)展新材料、開發(fā)可再生能源技術(shù)成為21世紀(jì)人類要解決的重大課題之一。而作為能量儲存和轉(zhuǎn)化裝置的化學(xué)電源是有效利用能源的重要手段。目前，鋰離子電池、燃料電池是化學(xué)電源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，尤其是作為動力電池對環(huán)境保護(hù)和社會發(fā)展具有重要的意義。鋰離子電池因其工作電壓高、能量密度大、自放電率低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而受到世界各國的廣泛關(guān)注。
[0003]鋰離子電池主要結(jié)構(gòu)包括正極、負(fù)極、隔膜、電解液、外殼五部分組成，其中隔膜多為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等有機(jī)材料組成。當(dāng)溫度超過150°C時(shí)，有機(jī)隔膜就會產(chǎn)生嚴(yán)重收縮。在高溫條件下隔膜收縮時(shí)，電池的正負(fù)極會直接接觸，能量快速釋放，會導(dǎo)致電池起火、爆炸等現(xiàn)象。隔膜對電池安全起非常重要的作用，為解決隔膜的高溫收縮問題，采用無機(jī)材料隔膜來替代有機(jī)隔膜，可以有效解決電池的安全性問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種安全性能好的用于鋰電池的陶瓷膜漿料，還涉及一種涂有該陶瓷膜漿料極片的制備方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本 發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，其特征在于:配方為納米級氧化鋁或納米級二氧化硅中的一種或兩種混合30-50wt%，粘結(jié)劑
2-6wt%，分散劑0.5-2wt%，成孔劑2-15wt%，溶劑40_60wt%，漿料采用高速分散，使?jié){料混合均勻。
[0006]一種涂有該陶瓷膜漿料極片的制備方法，其特征在于:其步驟如下:
(1)將涂好的電池石墨負(fù)極片及鎳鈷錳三元正極片進(jìn)行首次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行首次噴涂陶瓷膜漿料；
(2)極片烘干后，再進(jìn)行二次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行二次噴涂陶瓷膜漿料；
(3)極片烘干后，再進(jìn)行三次輥壓處理并達(dá)到要求的極片厚度，且陶瓷膜的厚度控制在8—20u m ；
(4)涂覆好的極片進(jìn)行高溫130-140°C加熱使成孔劑揮發(fā)，孔隙率控制在40-65%。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果在于:(I)本發(fā)明適合于疊片式動力電池，可有效提高電池的安全性。(2)制作工藝簡單，電池均通過3C/10V過充、150°C /30min熱沖擊、短路、針刺、擠壓等安全性試驗(yàn)；(3)制備的電池，其持續(xù)放電電流可以達(dá)到10C。【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明制作的鋰電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明制作的鋰電池的循環(huán)性能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明: 本發(fā)明如圖1、2所示，一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，其特征在于:配方為納米級氧化招或納米級二氧化娃中的一種或兩種混合30-50wt%,粘結(jié)劑2-6wt%,分散劑0.5-2wt%,成孔劑2-15wt%，溶劑40-60wt%，漿料采用高速分散，使?jié){料混合均勻。
[0010]此用于鋰電池的陶瓷膜漿料中，所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯(PVDF)，分散劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，成孔劑為聚乙二醇(PEG)，溶劑為氮甲基吡咯烷酮(NMP)。
[0011]一種涂有該陶瓷膜漿料極片的制備方法，其特征在于:其步驟如下:
(1)將涂好的電池石墨負(fù)極片及鎳鈷錳三元正極片進(jìn)行首次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行首次噴涂陶瓷膜漿料；
(2)極片烘干后，再進(jìn)行二次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行二次噴涂陶瓷膜漿料；
(3)極片烘干后，再進(jìn)行三次輥壓處理并達(dá)到要求的極片厚度，且陶瓷膜的厚度控制在8—20u m ；
(4)涂覆好的極片進(jìn)行高溫130-140°C加熱使成孔劑揮發(fā)，孔隙率控制在40-65%。
[0012]此方法中，(I)將涂好的電池石墨負(fù)極片及鎳鈷錳三元正極片進(jìn)行首次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行首次噴涂陶瓷膜漿料，極片兩面噴涂厚度均控制在8 μ m±2 μ m ;
(2)極片烘干后，再進(jìn)行二次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行二次噴涂陶瓷膜漿料，第二次噴涂的陶瓷膜厚度控制在6 μ m±2 μ m，最終噴涂上面的厚度為14±4 μ m ;
(3)極片烘干后，再進(jìn)行三次輥壓處理并達(dá)到要求的極片厚度，處理后的正極厚度為130±3μπι，負(fù)極片的厚度為142±3μπι ;
(4)涂覆好的極片進(jìn)行高溫130-140°C加熱使成孔劑揮發(fā)，孔隙率控制在45%。
[0013]實(shí)施例1
一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，其特征在于:配方為:納米級氧化鋁43wt%，粘結(jié)劑4wt%,分散劑lwt%，成孔劑9wt%，溶劑43wt%，漿料采用高速分散，速度為2200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌4小時(shí)，使?jié){料混合均勻。
[0014]實(shí)施例2
一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，其特征在于:配方為納米級氧化鋁或納米級二氧化硅中的一種或兩種混合30wt%，粘結(jié)劑2wt%，分散劑0.5wt%，成孔劑2wt%，溶劑40wt%，漿料采用高速分散，使?jié){料混合均勻。
[0015]實(shí)施例3
一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，其特征在于:配方為納米級氧化鋁或納米級二氧化硅中的一種或兩種混合50wt%，粘結(jié)劑6wt%，分散劑2wt%，成孔劑15wt%，溶劑60wt%，漿料采用高速分散，使?jié){料混合均勻。
[0016]電池的制備:極片涂覆好之后，進(jìn)行極片模切、極耳焊接、極耳貼膠、疊片、裝配、烘烤、注液、化成、分容等工序來完成電池的制作。[0017]電池長、寬尺寸分別為240mm、120mm，設(shè)計(jì)容量為10Ah，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。循環(huán)性能如圖2所示，可以 看出具有較好的循環(huán)性能。
【權(quán)利要求】
1.一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，其特征在于:配方為納米級氧化鋁或納米級二氧化硅中的一種或兩種混合30-50wt%，粘結(jié)劑2-6wt%，分散劑0.5-2wt%，成孔劑2_15wt%，溶劑40-60wt%,漿料采用高速分散，使?jié){料混合均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，其特征在于:配方為:納米級氧化鋁43wt%，粘結(jié)劑4wt%’分散劑lwt%，成孔劑9wt%，溶劑43wt%，漿料采用高速分散，速度為2200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌4小時(shí)，使?jié){料混合均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，其特征在于:配方為納米級氧化招或納米級二氧化娃中的一種或兩種混合30wt%,粘結(jié)劑2wt%,分散劑0.5wt%,成孔劑2wt%,溶劑40wt%，漿料采用高速分散，使?jié){料混合均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，其特征在于:配方為納米級氧化招或納米級二氧化娃中的一種或兩種混合50wt%,粘結(jié)劑6wt%,分散劑2wt%,成孔劑15wt%,溶劑60wt%，漿料采用高速分散，使?jié){料混合均勻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種用于鋰電池的陶瓷膜漿料，其特征在于:所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯(PVDF)，分散劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，成孔劑為聚乙二醇(PEG)，溶劑為氮甲基吡咯烷酮(NMP)。
6.一種涂有該陶瓷膜漿料極片的制備方法，其特征在于:其步驟如下: (1)將涂好的電池石墨負(fù)極片及鎳鈷錳三元正極片進(jìn)行首次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行首次噴涂陶瓷膜漿料； (2)極片烘干后，再進(jìn) 行二次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行二次噴涂陶瓷膜漿料； (3)極片烘干后，再進(jìn)行三次輥壓處理并達(dá)到要求的極片厚度，且陶瓷膜的厚度控制在8—20u m ； (4)涂覆好的極片進(jìn)行高溫130-140°C加熱使成孔劑揮發(fā)，孔隙率控制在40-65%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種涂有該陶瓷膜漿料極片的制備方法，其特征在于:其步驟如下: (1)將涂好的電池石墨負(fù)極片及鎳鈷錳三元正極片進(jìn)行首次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行首次噴涂陶瓷膜漿料，極片兩面噴涂厚度均控制在8 μ m±2 μ m ; (2)極片烘干后，再進(jìn)行二次輥壓處理，然后在表面進(jìn)行二次噴涂陶瓷膜漿料，第二次噴涂的陶瓷膜厚度控制在6 μ m±2 μ m，最終噴涂上面的厚度為14±4 μ m ; (3)極片烘干后，再進(jìn)行三次輥壓處理并達(dá)到要求的極片厚度，處理后的正極厚度為130±3μπι，負(fù)極片的厚度為142±3μπι ; (4)涂覆好的極片進(jìn)行高溫130-140°C加熱使成孔劑揮發(fā)，孔隙率控制在45%。
【文檔編號】C04B35/622GK103613366SQ201310599986
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】關(guān)成善, 宗繼月, 李濤, 杜麗麗, 賈傳龍 申請人:山東神工海特電子科技有限公司