本發(fā)明涉及一種鋰離子電池及提高其循環(huán)性能及制備方法，尤其涉及一種高循環(huán)性能三元鋰離子電池及制備提升其高循環(huán)性能的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鋰離子電池特別是三元鋰離子電池，其三元材料做正極的電池相對(duì)于其他電池其安全性高，但是電壓低，也嚴(yán)重的影響其循環(huán)性能，這是由于其的生產(chǎn)工藝，一方面主要是常規(guī)攪拌工藝，一種雙行星混合攪拌機(jī)的攪拌工藝。目前國(guó)內(nèi)大部分使用雙行星普通攪拌機(jī)，其攪拌時(shí)間長(zhǎng)需要七八個(gè)小時(shí)，攪拌還不均勻，偶爾還伴有涂布白點(diǎn)出現(xiàn)。二是這些白點(diǎn)對(duì)電芯的影響是很大的，直接影響電芯的電性能，從而影響電池的循環(huán)性能。對(duì)于電芯的使用性能——循環(huán)，漿料分布不均，漿料在涂布、碾壓、卷繞會(huì)出現(xiàn)差異。比如說(shuō)：漿料涂布面密度變化大導(dǎo)致碾壓后的壓實(shí)一致性差，從而影響電池的循環(huán)性能相對(duì)較差，正極材料晶格破碎，通過(guò)循環(huán)出現(xiàn)掉粉現(xiàn)象，進(jìn)而堵塞隔膜的離子通道，導(dǎo)致正極片處于亞健康狀態(tài)，進(jìn)而影響循環(huán)性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種高循環(huán)性能三元鋰離子電池及制備提升其高循環(huán)性能的方法，其制備工藝時(shí)間短、漿料分散好，其制備的鋰離子電池放電性能及循環(huán)性能優(yōu)異，生產(chǎn)耗時(shí)小，生產(chǎn)效率高。
本發(fā)明高循環(huán)性能三元鋰離子電池的制備方法，以三元正極材料及相應(yīng)的電解液為原料，包括如下步驟：
1）三元正極漿料制備：利用三元正極材料采用干法制漿通過(guò)高速分散制備得到三元正極漿料，
2）正極極片制備：將制備的三元正極漿料利用涂布機(jī)涂布在鋁箔上制備得到正極極片，
3）鋰離子電池制備：利用制備得到的正極極片以及相應(yīng)的負(fù)極極片、隔膜、電解液制備鋰離子電池。
優(yōu)選所述正極漿料在勻漿時(shí)通過(guò)高速分散機(jī)分散，控制高速分散機(jī)轉(zhuǎn)速為2500-4000轉(zhuǎn)/min。
進(jìn)一步的，所述正極極片制備還包括將制備得到的正極極片依次進(jìn)行烘烤、壓實(shí)、分切以及再烘烤處理。
進(jìn)一步的，所述正極極片的烘烤溫度為90-120 oC，烘烤時(shí)間分別為24-72小時(shí)。
進(jìn)一步的，所述鋰離子電池制備還包括將制得的、未注入電解液前的鋰離子電池半成品進(jìn)行烘烤處理。
本發(fā)明所述高循環(huán)性能三元鋰離子電池的制備方法，其所述三元正極漿料的干法制漿，包括如下步驟：
a)將三元正極材料、導(dǎo)電劑、添加劑、粘結(jié)劑混合加入攪拌器中，以一相應(yīng)的攪拌槳和分散盤速度混合攪拌一相應(yīng)的時(shí)間，
b)分步加入一定量的溶劑NMP，繼續(xù)以一相應(yīng)的攪拌槳和分散盤速度混合攪拌一相應(yīng)的時(shí)間，
c)將攪拌之后的正極漿料通過(guò)高速分散機(jī)進(jìn)行分散一定時(shí)間，直至達(dá)到一定的相應(yīng)粘度，制得三元正極漿料。
本發(fā)明所述三元正極漿料的重量組分配比為：三元正極材料：90-95%、粘結(jié)劑：1.5-5%、導(dǎo)電劑：1.5-5%，溶劑的質(zhì)量為三元正極材料、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑的混合物料質(zhì)量的25-50%。
本發(fā)明所述三元正極漿料其三元正極材料的鎳鈷錳的質(zhì)量配比為3:3:3、4:4:2、5:3:2、6:2:2或8:1:1。
一種高循環(huán)性能三元鋰離子電池根據(jù)上述方法制備獲得。
本發(fā)明的制備方法通過(guò)高速分散提升三元鋰離子電池的循環(huán)性能，其制作增加高速分散工藝，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙行星攪拌，縮短了漿料勻漿時(shí)間，降低了人工成本，提高了生產(chǎn)效率。采用高速分散工藝，并開發(fā)出相應(yīng)合適的工藝，提升了電池循環(huán)性能。本發(fā)明的實(shí)施是對(duì)三元電芯的循環(huán)性能的提升有明顯的優(yōu)勢(shì)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明高循環(huán)性能三元鋰離子電池的循環(huán)性能對(duì)比曲線圖。
圖中，1#，2#為現(xiàn)有攪拌速度制備的三元鋰離子電池的1C充電2C放電循環(huán)曲線，3#，4#為本發(fā)明高速分散制備的三元鋰離子電池的1C充電2C放電循環(huán)曲線圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明的高循環(huán)性能三元鋰離子電池，通過(guò)高速分散提升三元電池循環(huán)性能的方法，其三元正極漿料的各重量組分配比如下：高鎳三元即三元正極材料：90-95%、水性粘結(jié)劑即粘結(jié)劑：1.5-5%、導(dǎo)電劑：1.5-5%，其溶劑的質(zhì)量為高鎳三元、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑的混合物料質(zhì)量的25-50%。
本實(shí)施例的提升電芯循環(huán)性能的制備方法包括如下步驟：
1）三元正極漿料制備：利用三元正極材料采用如下步驟，即干法制漿工藝，制備三元正極漿料：
d)將三元正極材料、導(dǎo)電劑、添加劑、粘結(jié)劑加入混合攪拌機(jī)，攪拌30-60分鐘，攪拌槳速度5-20rpm，分散盤100-300rpm；
e)將50%-60%的NMP加入混合攪拌機(jī)，攪拌50-70分鐘，攪拌槳速度20-50rpm，分散盤速度100-500rpm；
f)繼續(xù)加入20%-30%的NMP溶劑，攪拌20-40分鐘，攪拌槳速度40-60rpm，分散盤速度500-1500rpm；
g)繼續(xù)加入20%-30%的NMP溶劑，攪拌20-40分鐘，攪拌槳速度40-60rpm，分散盤速度1500-2500rpm；
h)測(cè)試漿料粘度達(dá)到工藝要求2500-5000mpas，漿料通過(guò)高速分散機(jī)進(jìn)行高速分散，高速分散轉(zhuǎn)速調(diào)為2500-4000，攪拌20-40分鐘；將制備得到的漿料抽真空消泡，然后過(guò)100-200目篩網(wǎng)，放出至漿料桶。制得三元正極漿料。
2）、將制得的三元正極漿料利用涂布機(jī)涂布在16um的鋁箔上制備得到正極極片，其正極極片制作的涂布工藝包括：烘箱溫度為80-90oC，90-110度，走帶速度10-15m/min。
3）先將步驟2）制備得到的正極極片使用烘箱烘烤干燥去除水分，再用軋輥機(jī)壓實(shí)后分切制作成所需形狀的電極片，之后用烘箱進(jìn)行再烘烤去除水分，其兩次烘烤的溫度分別為90-120 oC，其兩次烘烤的時(shí)間分別為24-72小時(shí)，再將該烘烤去除水份的正極極片以及相應(yīng)的隔膜、負(fù)極極片等所需原材料和/或部件制備鋰離子電池半成品，或鋰離子電池極組，將制得的鋰離子電池半成品，鋰離子電池極組，在80-90 oC溫度下烘烤24-72小時(shí)，再注入電解液制備得到鋰離子電池產(chǎn)品。
本發(fā)明的鋰離子電池及其制備方法采用高速分散機(jī)分散正極漿料。采用高速分散進(jìn)行干法制漿，材料易于分散，提高工作效率。