一種鋰離子二次電池極片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子二次電池極片，分為正極極片和負(fù)極極片，正極極片由鎳鈷錳酸鋰73.0％～75.5％，錳酸鋰17.0％～20.0％，乙炔黑(SP，粒徑為40-45nm)4.25％～4.75％，PVDF(聚偏二氟乙烯)2.75％～3.25％的配方配比配制而成，鎳鈷錳酸鋰由鎳酸鋰∶錳酸鋰∶鈷酸鋰的比為1∶1∶1三種粉末配制而成，負(fù)極極片由石墨87.5％～90.5％，乙炔黑(SP，粒徑為40-45nm)2.75％～3.25％，乙炔黑A(SP，粒徑為30-35nm)2.75％～3.25％，PVDF(聚偏二氟乙烯)4.5％～5.5％，草酸0.09％～0.11％的配方配比配制而成，采用本發(fā)明的鋰離子二次電池極片，使電芯的最大瞬間放電電流達(dá)到30C，處于同行業(yè)先進(jìn)水平。
【專利說明】 一種鋰離子二次電池極片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鋰離子二次電池極片，屬于鋰離子電池領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]大倍率性能鋰離子二次電池廣泛應(yīng)用于礦燈、電動(dòng)工具及一些大型設(shè)備，特別是用在軍事方面，戰(zhàn)術(shù)便攜裝備(如通信、指揮、偵察和定位等設(shè)備)多以鋰離子電池為核心供電單元，能夠滿足多種使用模式下的設(shè)備用電需求。
[0003]國(guó)內(nèi)外對(duì)大倍率性鋰離子二次電池的研究也不斷升溫，其中改變電池內(nèi)部的設(shè)計(jì)是改善鋰離子電池高倍率放電性能的主要途徑，增加電極極片上焊接的極耳數(shù)量能夠降低電池的內(nèi)阻，提高電池的放電平臺(tái)，電極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的配比、電極片的面密度對(duì)鋰離子電池的高倍率放電性能具有很大的影響，目前同行鋰離子二次電池對(duì)極片材料未能做到很好的配比優(yōu)化，持續(xù)放電電流在10C-15C之間，最大瞬間放電電流在20-25C之間，放電倍率一般。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在提供一種鋰離子二次電池極片，使電芯的最大持續(xù)放電電流達(dá)到20C，最大瞬間放電電流達(dá)到30C，提高電芯一致性及安全性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的鋰離子二次電池極片，分為正極極片和負(fù)極極片，正極極片由鎳鈷錳酸鋰73.0%?75.5%，錳酸鋰17.0%?20.0%，乙炔黑(SP，粒徑為40-45nm)4.25%?4.75%，PVDF (聚偏二氟乙烯)2.75 %?3.25%配制而成，鎳鈷錳酸鋰由鎳酸鋰:錳酸鋰:鈷酸鋰的比為1:1:1三種粉末配制而成，負(fù)極極片由石墨87.5%?90.5%，乙炔黑(SP，粒徑為40-45nm)2.75 %?3.25%,乙炔黑A(SP，粒徑為30-35nm) 2.75 % ?3.25 %，PVDF (聚偏二氟乙烯)4.5 % ?5.5 %，草酸 0.09 % ?0.11 % 配制而成。
[0006]本發(fā)明的鋰離子二次電池極片與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)異效果。
[0007]采用本發(fā)明的鋰離子二次電池極片，使電芯的最大瞬間放電電流達(dá)到30C，處于同行業(yè)先進(jìn)水平，此正極配方設(shè)計(jì)，優(yōu)化了正極活性材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的比率，在增加導(dǎo)電劑含量的情況下，正極極片具有良好的粘附力，在制片及卷繞過程不會(huì)出現(xiàn)掉料的現(xiàn)象，提高了電芯一致性及安全性；此負(fù)極配方優(yōu)化了負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的比率，在增加導(dǎo)電劑含量的情況下，負(fù)極極片具有良好的粘附力，在制片及卷繞過程不會(huì)出現(xiàn)掉料的現(xiàn)象，提高了電芯一致性及安全性。

【具體實(shí)施方式】
[0008]下面對(duì)本發(fā)明的鋰離子二次電池極片做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0009]本發(fā)明的鋰離子二次電池極片分為正極極片和負(fù)極極片，正極極片由鎳鈷錳酸鋰
73.0 % ?75.5 %，錳酸鋰 17.0 % ?20.0 %，乙炔黑(SP，粒徑為 40_45nm) 4.25 % ?4.75 %，PVDF (聚偏二氟乙烯)2.75%?3.25%配制而成，鎳鈷錳酸鋰由鎳酸鋰:錳酸鋰:鈷酸鋰的比為1:1:1三種粉末配制而成，負(fù)極極片由石墨87.5%?90.5%，乙炔黑(SP，粒徑為 40-45nm) 2.75 % ?3.25 %，乙炔黑 A (SP，粒徑為 30_35nm) 2.75 % ?3.25 %，PVDF (聚偏二氟乙烯)4.5%?5.5%，草酸0.09%?0.11%配制而成。
[0010]本發(fā)明的鋰離子二次電池極片分為正極極片和負(fù)極極片，正極極片和負(fù)極極片的配備均為重量百分比，按本發(fā)明的配方配比備料，按常規(guī)生產(chǎn)工藝制作，再分別涂覆在正極集流體和負(fù)極集流體上即可。
[0011]極片生產(chǎn)制造工藝包含兩個(gè)部分:配料過程和涂覆過程。
[0012]配料過程:
[0013]正極片配料:描述攪拌過程及過程參數(shù)控制，
[0014]1.加入NMP溶劑和2.75%?3.25%比例的PVDF制成膠液，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:15-45rpm,自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:800_2000rpm，時(shí)間為:lh ；
[0015]2.用粘度計(jì)測(cè)試膠液粘度；
[0016]3.加入4.25%?4.75%比例的乙炔黑，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:15-45rpm,自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:800-2000rpm，時(shí)間為:lh ；
[0017]4.加入17.0%?20.0 %比例的錳酸鋰，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:45rpm，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:800-2000rpm，時(shí)間為:2h ；
[0018]5.加入73.0 %?75.5%比例的鎳鈷錳酸鋰，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:15-45rpm,自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:800-2000rpm，時(shí)間為:2h ；
[0019]6.用粘度計(jì)測(cè)試漿料粘度，粘度范圍1500_6000mPa.s，如果粘度不在范圍內(nèi)，力口入NMP進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0020]7.如漿料粘度在要求范圍內(nèi)則漿料過篩轉(zhuǎn)入涂覆工序，涂覆涂于10-30um的鋁箔上，烘烤干，烘烤溫度65-130°C，烘烤干后即成為正極片。
[0021]負(fù)極片配料:描述攪拌過程及過程參數(shù)控制，(NMP為溶劑)
[0022]1.加入NMP溶劑和4.5 %?5.5 %比例的PVDF制成膠液，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:15_45rpm rpm,自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:800-2000rpm,時(shí)間為:Ih ；
[0023]2.用粘度計(jì)測(cè)試膠液粘度；
[0024]3.加入2.75%?3.25%比例的乙炔黑，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:15-45rpmrpm,自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:800-2000rpm，時(shí)間為:lh ；
[0025]4.加入2.75 %?3.25 %比例的乙炔黑A，要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:15-45rpmrpm,自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:800-2000rpm,時(shí)間為:lh ；
[0026]5.加入87.5%?90.5%比例的石墨,要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:15-45rpmrpm,自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:800-2000rpm，時(shí)間為:2h ；
[0027]6.加入0.09%?0.11 %比例的草酸,要求攪拌機(jī)器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:15-45rpmrpm,自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為:800-2000rpm rpm，時(shí)間為:lh ；
[0028]7.用粘度計(jì)測(cè)試漿料粘度，粘度范圍1500_6000mPa.s，如果粘度不在范圍內(nèi)，力口入NMP進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0029]8.涂覆涂于8-20um的銅箔上，烘烤干，烘烤溫度65_130°C，烘烤干后即成為負(fù)極片。
[0030]乙炔黑由碳化鈣法或石腦油(粗汽油)熱解時(shí)副產(chǎn)氣分解精制得到的純度99%以上的乙炔，經(jīng)連續(xù)熱解后得到的碳黑。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子二次電池極片，分為正極極片和負(fù)極極片，其特征在于正極極片由鎳鈷錳酸鋰73.0%?75.5%，錳酸鋰17.0%?20.0%，乙炔黑(SP，粒徑為40_45nm)4.25%?.4.75%，PVDF(聚偏二氟乙烯)2.75%?3.25%配制而成，鎳鈷錳酸鋰由鎳酸鋰:錳酸鋰:鈷酸鋰的比為1:1:1三種粉末配制而成，負(fù)極極片由石墨87.5%?90.5%，乙炔黑(SP，粒徑為 40-45nm) 2.75% ?3.25%，乙炔黑 A (SP，粒徑為 30_35nm) 2.75% ?3.25%，PVDF (聚偏二氟乙烯)4.5 %?5.5 %，草酸0.09 %?0.11 %配制而成。
【文檔編號(hào)】H01M4/13GK104201326SQ201410381372
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】龔明, 侯峰, 林斯輝, 張光榮 申請(qǐng)人:江西世紀(jì)長(zhǎng)河新電源有限公司