專利名稱：鈦酸鋰電池負極極片制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鈦酸鋰電池技術領域，具體涉及一種鈦酸鋰電池負極極片制作方法。
背景技術：
目前商用鋰離子電池負極材料大多采用各種嵌鋰碳、石墨。但是，含碳負極材料也存在一些缺點，如在第一次循環(huán)時形成一層表面鈍化薄膜，大大消耗正極材料中的鋰離子，造成很大的容量損失；碳負極的電位與鋰的電位很接近，電池過充時，金屬鋰可能在碳電極表面析出而引發(fā)安全問題；釋放能量的速度不夠快，不適合需要瞬間強電流的設備等。低電位過渡金屬氧化物及復合氧化物作為鋰離子電池的負極材料引起了人們的注意，鋰鈦復合氧化物Li4Ti5O12是一種金屬鋰和低電位過渡金屬鈦的復合氧化物,屬于A2BX4系列,具有缺陷的尖晶石結構，空間群為Fd3m，具有鋰離子的三維擴散通道。理論計算證明，對于尖晶石結構的鈦酸鋰，經過多次循環(huán)之后，其立方單元晶胞的體積收縮小于1%，鋰嵌入引起的張力變化基本上為零，所以該材料具有很好的穩(wěn)定性和循環(huán)性，并具有很好的電化學循環(huán)性能?！?br> 在有機電解液體系的鈦酸鋰電池中，集流體一般為表面光滑的鋁箔，但它與活性材料顆粒之間不易形成相互交叉填隙的“嚙合”界面，使兩種物相界面之間粘附不牢、接觸程度不均勻、導電性差，且容易受到其他工藝，如烘干溫度、復壓壓力等因素的影響，存儲時造成活性材料層膨脹，尤其在吸液后，膨脹程度更大，電極界面阻抗增加，導電性降低，甚至引起活性材料粉化或脫落，導致電池的性能下降。使用記得蝕鋁箔，能提高鋁集流體的界面特性，增加活性材料顆粒與集流體兩相界面的結合強度及電極結構的均勻性，提高電極的導電性，以提高鈦酸鋰電池的性能。但在實際生產應用過程中，鈦酸鋰電池負極物料粘結性較差，極片掉粉現(xiàn)象嚴重，物料一集流體的親和性較差，使得電池的循環(huán)壽命和倍率性能較動力鋰電池的要求，存在著很大的差距。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種增強負極極片粘結性，進而提高鋰電池循環(huán)壽命和倍率性能的鈦酸鋰電池負極極片制作方法。本發(fā)明的技術方案是鈦酸鋰電池負極極片制作方法，包括集流體制作、漿料配制和漿料涂覆，其改進之處是所述集流體采用刻蝕鋁箔，所述漿料按下列組分及重量百分比配制導電劑2% 10%，粘結劑3% 10%，溶劑45% 60%，鈦酸鋰35% 45%，漿料配制時操作如下先對原材料鈦酸鋰、導電劑和粘結劑分別進行干燥預處理，接著將粘結劑與溶劑混合均勻，再加入導電劑，充分攪拌后加入鈦酸鋰，攪拌均勻制得漿料。進一步方案是所述粘結劑為聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、HSV9000中的一種或幾種；所述導電劑為碳納米管、KS-6 ;所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮；所述干燥預處理是將原材料在80 160°C溫度下、保持真空度為-O. 08 -O. IMpa，干燥24 48小時；所述漿料涂覆時控制雙面面密度為140 250g/ m2，烘干即可。
本發(fā)明對漿料配制工藝作了重要改進，通過對原材料的干燥預處理，選用特定的油性粘結劑，并且各組分進行優(yōu)化、充分混合，有效提高了漿料的粘結性和導電性，加之集流體采用刻蝕鋁箔，增加活性材料顆粒與集流體兩相界面的結合強度和電極結構的均勻性，提高電極的導電性。由本發(fā)明制作的負極極片，進而制成鈦酸鋰電池，其循環(huán)壽命和倍率性能得到很大提升，能滿足動力鋰電池的使用要求。
具體實施例方式下面通過實例進一步說明本發(fā)明。以刻蝕鋁箔作為集流體，例一、二、三中，漿料及用量(重量份配比)如表I :
表I :
權利要求
1.一種鈦酸鋰電池負極極片制作方法，包括集流體制作、漿料配制和漿料涂覆，其特征是所述集流體采用刻蝕鋁箔，所述漿料按下列組分及重量百分比配制導電劑2% 10%，粘結劑3% 10%，溶劑45% 60%，鈦酸鋰35% 45%，漿料配制時操作如下先對原材料鈦酸鋰、導電劑和粘結劑分別進行干燥預處理，接著將粘結劑與溶劑混合均勻，再加入導電劑，充分攪拌后加入鈦酸鋰，攪拌均勻制得漿料。
2.根據權利要求I所述的鈦酸鋰電池負極極片制作方法，其特征在于所述粘結劑為聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、HSV9000中的一種或幾種。
3.根據權利要求I所述的鈦酸鋰電池負極極片制作方法，其特征在于所述導電劑為碳納米管、KS-6。
4.根據權利要求I所述的鈦酸鋰電池負極極片制作方法，其特征在于所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮。
5.根據權利要求I所述的鈦酸鋰電池負極極片制作方法，其特征在于所述干燥預處理是將原材料在80 160°C溫度下、保持真空度為-O. 08 -O. IMpa，干燥24 48小時。
6.根據權利要求I所述的鈦酸鋰電池負極極片制作方法，其特征在于所述漿料涂覆時控制雙面面密度為140 250g/ m2，烘干即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦酸鋰電池負極極片制作方法，包括集流體制作、漿料配制和涂覆，所述集流體采用刻蝕鋁箔，漿料按下列組分及重量百分比配制導電劑2%～10%，粘結劑3%～10%，溶劑45%～60%，鈦酸鋰35%～45%，配制時先對原材料干燥預處理，再先后加入各組分，混合攪拌均勻，涂覆時控制面密度140～250g/㎡。本發(fā)明用于制作鋰電池負極極片，進而制作鈦酸鋰電池，能有效提高負極極片的粘結劑和導電性，使鋰電池的循環(huán)壽命和倍率性能有很大提升，滿足動力鋰電池的使用要求。
文檔編號H01M4/131GK102945946SQ20121046278
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權日2012年11月16日
發(fā)明者潘瑜, 張益明, 程傳捷 申請人:雙登集團股份有限公司