專利名稱：一種利用修復(fù)后的失效鈷酸鋰材料制備鋰離子電池正極片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用修復(fù)后的失效鈷酸鋰材料制備鋰離子電池正極片的方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池是性能卓越的新一代綠色高能電池，已成為高新技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。鋰離子電池具有以下特點(diǎn):高電壓、高容量、低消耗、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)公害、體積小、內(nèi)阻小、自放電少、循環(huán)次數(shù)多。因其上述特點(diǎn)，鋰離子電池已應(yīng)用到移動(dòng)電話、筆記本電腦、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等眾多民用及軍事領(lǐng)域。鋰離子電池的主要構(gòu)成材料包括電解液、隔離材料、正負(fù)極材料等。正極材料占有較大比例(正負(fù)極材料的質(zhì)量比為3: f 4:1)，正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低，因此尋找高效制備正極片的方法來(lái)生產(chǎn)具有優(yōu)良性能的鋰離子電池是至關(guān)重要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供工藝操作簡(jiǎn)單、過(guò)程容易控制、能耗較低、對(duì)環(huán)境友好、不產(chǎn)生二次污染物的利用修復(fù)后的失效鈷酸鋰材料制備鋰離子電池正極片的方法，制得的正極片可直接用于生產(chǎn)鋰離子電池。本發(fā)明提出的一種利用修復(fù)后的失效鈷酸鋰材料制備鋰離子電池正極片的方法，具體步驟如下:
(1)在瑪瑙研缽中將修復(fù)后的鈷酸鋰材料研磨粉碎，收集過(guò)400目的篩子得到的鈷酸鋰粉末；
(2)依次稱取實(shí)驗(yàn)修復(fù)后的鈷酸鋰粉末0.8 g，乙炔黑0.08-0.12 g，PVDF(聚偏氟乙烯)1.0-1.2 g及NMP (N-甲基吡咯烷酮)0.8-1.2 g置于25 X 25稱量瓶中，在磁力攪拌器上放入磁子進(jìn)行和膏，經(jīng)過(guò)1(T12 h的攪拌后，得到混合均勻且呈粘稠狀的正極膏體；
(3)取大小為20cmX4 cm的光滑鋁箔，將光滑鋁箔置于平玻璃板上，用酒精棉趕平，吹干后兩側(cè)用透明膠帶粘好，然后將和好的正極膏體用刀片均勻地涂抹在光滑鋁箔上，通過(guò)透明膠帶的層數(shù)控制正極膏體厚度，正極膏體表面平整無(wú)顆粒；
(4)將完成的鋁箔涂片放入烘箱內(nèi)干燥110-130min后，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱內(nèi)，110 120度真空狀態(tài)下干燥7.5-8.5 h待用；冷卻后將得到的正極片取出，并從玻璃板上取下正極片，將正極片置于液壓壓片機(jī)上以給以0.8-1.2MPa的壓力，使用油壓機(jī)壓制正極片15-25 s即可取出，將壓好的正極片置于真空干燥箱中80-95度真空干燥8_10小時(shí)，冷卻后放入手套箱中，以備后續(xù)組裝使用。本發(fā)明中，加入NMP是為了調(diào)粘稠度用。本發(fā)明獲得的正極片制作成紐扣電池，通過(guò)進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試基性能，制備的電池首次充放電比容量分別達(dá)到133.2、132.1 mAh/g，且首次的充放電效率為99.7%。經(jīng)過(guò)20次的循環(huán)，放電容量保持率較高，仍達(dá)到97.5%。本發(fā)明的有益效果在于:為修復(fù)后的鈷酸鋰制備正極板提供了方法，通過(guò)此方法可生產(chǎn)出具有良好性能的正極板，從而制作出具有優(yōu)良性能鋰離子電池，本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、無(wú)污染，為生產(chǎn)出高性能的正極板提供技術(shù)方法。


圖1為正極膏體涂片示意圖。圖中標(biāo)號(hào):1、玻璃板，2、透明膠帶，3、正極膏體。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1
(I)在瑪瑙研缽中將修復(fù)后的鈷酸鋰材料研磨粉碎，然后收集過(guò)400目的篩子得到的粉末。(2)依次稱取實(shí)驗(yàn)修復(fù)后的鈷酸鋰粉末、乙炔黑、PVDF, NMP，置于25X25稱量瓶中，各組分質(zhì)量配比為鈷酸鋰粉末0.8 g，乙炔黑0.08 g, PVDF1.0 g及NMP 0.8 g。加入一定質(zhì)量的NMP溶劑(調(diào)粘稠度用)，在磁力攪拌器上放入磁子進(jìn)行和膏，經(jīng)過(guò)10 h的攪拌后，可觀察到物質(zhì)混合均勻且呈粘稠狀。(3)取大小約20 cmX 4 cm的光滑鋁箔，將鋁箔置于平玻璃板上，用酒精棉趕平，吹干后兩側(cè)用透明膠帶粘好，通過(guò)膠帶的層數(shù)控制極片厚度，然后將和好的膏體正極物質(zhì)用刀片均勻地涂抹在鋁箔帶上，此時(shí)極片表面應(yīng)該平整無(wú)顆粒。(4)將完成的鋁箔涂片放入烘箱內(nèi)干燥110 min后，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱內(nèi)，110度真空狀態(tài)下干燥7.5h待用。冷卻后將極板取出并從玻璃片上取下極板，將極片置于液壓壓片機(jī)上以給以0.SMPa的壓力，為保證活性物質(zhì)與鋁箔的粘結(jié)穩(wěn)定性，使用油壓機(jī)壓制正極片15 s即可取出，將壓好的極片置于真空干燥箱中80度真空干燥過(guò)夜，冷卻后放入手套箱中，以備后續(xù)組裝使用。本發(fā)明獲得的正極片制作成紐扣電池，通過(guò)進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試基性能，制備的電池首次充放電比容量分別達(dá)到134.1、133.6 mAh/g，且首次的充放電效率為99.6%。經(jīng)過(guò)20次的循環(huán)，放電容量保持率較高，仍達(dá)到97.9%。實(shí)施例2
(I)在瑪瑙研缽中將修復(fù)后的鈷酸鋰材料研磨粉碎，然后收集過(guò)400目的篩子得到的粉末。(2)依次稱取實(shí)驗(yàn)修復(fù)后的鈷酸鋰粉末、乙炔黑、PVDF, NMP，置于25X25稱量瓶中，各組分質(zhì)量配比為鈷酸鋰粉末0.8 g，乙炔黑0.12 g，PVDF1.2 g及NMP 1.2 g。加入一定質(zhì)量的NMP溶劑(調(diào)粘稠度用)，在磁力攪拌器上放入磁子進(jìn)行和膏，經(jīng)過(guò)12 h的攪拌后，可觀察到物質(zhì)混合均勻且呈粘稠狀。(3)取大小約20 cmX 4 cm的光滑鋁箔，將鋁箔置于平玻璃板上，用酒精棉趕平，吹干后兩側(cè)用透明膠帶粘好，通過(guò)膠帶的層數(shù)控制極片厚度，然后將和好的膏體正極物質(zhì)用刀片均勻地涂抹在鋁箔帶上，此時(shí)極片表面應(yīng)該平整無(wú)顆粒。(4)將完成的鋁箔涂片放入烘箱內(nèi)干燥130 min后，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱內(nèi)，120度真空狀態(tài)下干燥8.5 h待用。冷卻后將極板取出并從玻璃片上取下極板，將極片置于液壓壓片機(jī)上以給以1.2MPa的壓力，為保證活性物質(zhì)與鋁箔的粘結(jié)穩(wěn)定性，使用油壓機(jī)壓制正極片25 s即可取出，將壓好的極片置于真空干燥箱中95度真空干燥過(guò)夜，冷卻后放入手套箱中，以備后續(xù)組裝使用。本發(fā)明獲得的正極片制作成紐扣電池，通過(guò)進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試基性能，制備的電池首次充放電比容量分別達(dá)到133.2、132.8 mAh/g，且首次的充放電效率為99.7%。經(jīng)過(guò)20次的循環(huán)，放電容量保持率較高，仍達(dá)到98.5%。
權(quán)利要求
1.一種利用修復(fù)后的失效鈷酸鋰材料制備鋰離子電池正極片的方法，其特征在于具體步驟如下: (1)在瑪瑙研缽中將修復(fù)后的鈷酸鋰材料研磨粉碎，收集過(guò)400目的篩子得到的鈷酸鋰粉末； (2)依次稱取實(shí)驗(yàn)修復(fù)后的鈷酸鋰粉末0.8 g，乙炔黑0.08-0.12 g，PVDF1.0-1.2g及ΝΜΡ0.8-1.2 g置于25X25稱量瓶中，在磁力攪拌器上放入磁子進(jìn)行和膏，經(jīng)過(guò)1(T12 h的攪拌后，得到混合均勻且呈粘稠狀的正極膏體； (3)取大小為20cmX4 cm的光滑鋁箔，將光滑鋁箔置于平玻璃板上，用酒精棉趕平，吹干后兩側(cè)用透明膠帶粘好，然后將和好的正極膏體用刀片均勻地涂抹在光滑鋁箔上，通過(guò)透明膠帶的層數(shù)控制正極膏體厚度，正極膏體表面平整無(wú)顆粒； (4)將完成的鋁箔涂片放入烘箱內(nèi)干燥110-130min后，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱內(nèi)，110 120度真空狀態(tài)下干燥7.5-8.5 h待用；冷卻后將得到的正極片取出，并從玻璃板上取下正極片，將正極片置于液壓壓片機(jī)上以給以0.8-1.2MPa的壓力，使用油壓機(jī)壓制正極片15-25 s即可取出，將壓好的正極片置于真空干燥箱中80-95度真空干燥8-10小時(shí)，冷卻后放入手套箱中，以備后續(xù)組裝使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用修復(fù)后的失效鈷酸鋰材料制備鋰離子電池正極片的方法，具體步驟為在瑪瑙研缽中將修復(fù)后的鈷酸鋰材料研磨粉碎，然后收集過(guò)400目的篩子得到的粉末；依次稱取實(shí)驗(yàn)修復(fù)后的鈷酸鋰粉末，乙炔黑，PVDF及NMP，在磁力攪拌器上放入磁子進(jìn)行和膏，經(jīng)過(guò)攪拌，可觀察到物質(zhì)混合均勻且呈粘稠狀；取光滑鋁箔置于平玻璃板上，用酒精棉趕平，吹干后兩側(cè)用透明膠帶粘好，通過(guò)膠帶的層數(shù)控制極片厚度，然后將和好的膏體正極物質(zhì)用刀片均勻地涂抹在鋁箔帶上，此時(shí)極片表面應(yīng)該平整無(wú)顆粒；將完成的鋁箔涂片放入烘箱內(nèi)干燥，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱內(nèi)，干燥待用。冷卻后將正極片置于液壓壓片機(jī)上，使用油壓機(jī)壓制正極片即可取出，將壓好的正極片置于真空干燥箱中干燥過(guò)夜，冷卻后放入手套箱中，以備后續(xù)組裝使用。
文檔編號(hào)H01M4/485GK103137959SQ201310057040
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者賀文智, 張哲鳴, 夏靜, 李光明, 黃菊文 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)