一種鋰離子二次電池負(fù)極極片及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于裡離子二次電池領(lǐng)域，特別設(shè)及一種裡離子二次電池負(fù)極極片及制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 裡離子電池是一種大容量、高功率、放電電壓高的電池，其主要應(yīng)用于小型設(shè)備 上，特別是移動電話、手提電腦、便攜式電動工具。裡離子電池一般是由電池蓋板組件、電池 殼體、電解液W及由正、負(fù)極極片和隔膜紙卷繞成的電池單元組成。其中正極活性物質(zhì)均勻 地涂在正極極片上，負(fù)極活性物質(zhì)也相應(yīng)均勻地涂在負(fù)極極片上面。裡離子電池的電極制 造，正極漿料由粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、正極材料等組成；負(fù)極漿料則由粘結(jié)劑、石墨碳粉等組成。 正、負(fù)極漿料的制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等 一系列工藝過程，而且在該個過程中都伴隨著溫度、粘度、環(huán)境等變化。在正、負(fù)極漿料中， 顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接影響到裡離子在電池兩極間的運動，因此在裡離子 電池生產(chǎn)中各極片材料的漿料的混合分散至關(guān)重要，漿料分散質(zhì)量的好壞，直接影響到后 續(xù)裡離子電池生產(chǎn)的質(zhì)量及其產(chǎn)品的性能。
[0003] 近年來，裡離子電池的研究和開發(fā)取得了可喜的成績，特別是負(fù)極性能的改善和 電解質(zhì)體系的開發(fā)都取得了很大成果，但裡離子電池的安全性能及電池容量提升等的研究 顯得相對滯后，已成為制約裡離子電池市場和應(yīng)用領(lǐng)域拓展的瓶頸。該主要是由于極片中 的膠黏劑在時間長了之后發(fā)生老化或者在剛開始制作極片的時候本身粘結(jié)力不夠強(qiáng)，使得 活性物質(zhì)和集流體分開，刺穿隔膜紙，造成短路。
[0004] 目前裡離子電池水性負(fù)極極片一般都是用SBR(了苯橡膠）作為粘結(jié)劑的，迫切需 要開發(fā)新的膠黏劑技術(shù)，W解決水性負(fù)極極片容易出現(xiàn)掉料，年漉等問題。裡離子電池的負(fù) 極是將負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和添加劑混合制成糊狀膠合劑均勻涂抹在銅巧兩側(cè)，經(jīng)干燥、 滾壓而成。裡離子電池能否成功制成，關(guān)鍵在于能否制備出可逆地脫/嵌裡離子電池的負(fù) 極材料。現(xiàn)有裡離子二次電池采用普通型SBR(了苯橡膠）作為粘結(jié)劑，粘結(jié)劑SBR(了苯 橡膠）在負(fù)極極片中含量影響裡電池中其他物質(zhì)的比例，對電池容量、電阻也有影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有的裡離子負(fù)極極片電池容量不高、電阻大的缺陷，本發(fā)明提供一種裡 離子二次電池負(fù)極極片，通過使用改性的SBR(了苯橡膠），并使用改進(jìn)的負(fù)極配方，負(fù)極活 性物質(zhì)含量比例變大，提高了電池容量，減小電阻，該裡離子二次電池負(fù)極極片的制備方法 包括如下操作步驟：
[0006] (1)將增稠劑CMC(駿甲基纖維素鋼）和水溶劑按照重量百分比1.5%~2%、 98%~98. 5%進(jìn)行混合，用裡電攬拌機(jī)設(shè)置公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速20化，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速20化，攬拌3個小時， 環(huán)境參數(shù)為溫度15-35 °C，濕度《80%。
[0007] 似加入導(dǎo)電劑SP(炭黑），攬拌機(jī)設(shè)置公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速30Hz，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速35Hz，抽真空 至-0. 08MPa再攬拌1個小時，環(huán)境參數(shù)為溫度15-35°c，濕度《80%。
[000引 （3)加入活性物質(zhì)石墨混合物，攬拌機(jī)設(shè)置公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速30化，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速30化，抽真空 至-0. 08MPa再攬拌2. 5小時，環(huán)境參數(shù)為溫度15-35°C，濕度《80%。
[0009] (4)再加入SBR(了苯橡膠），抽真空至-0.OSMI^a繼續(xù)攬拌1小時，攬拌機(jī)設(shè)置公 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速20化，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速20化，最后加入剩余5 % -10 %的水溶劑，用粘度計進(jìn)行測量，調(diào)節(jié)到 漿料粘度在2000-3000mPa.S，漿料按設(shè)計型號經(jīng)過涂布、漉壓、分切為所需要尺寸的裡離子 二次電池負(fù)極極片，環(huán)境參數(shù)為溫度15-35°C，濕度《80%。
[0010] 進(jìn)一步的，所述SBR(了苯橡膠）購于JSR株式會社，產(chǎn)品全稱了二締苯己締橡膠 (了苯橡膠），型號T畑102A。
[0011] 更進(jìn)一步的，所述石墨混合物為天然石墨和人造石墨的混合物，兩者比例可從 80 : 20到1 : 100進(jìn)行調(diào)整。
[0012] 由W上方法制成的裡離子二次電池負(fù)極極片，所述極片所含組分重量百分比為： [001 引
【主權(quán)項】
1. 一種鋰離子二次電池負(fù)極極片的制備方法，其特征在于：包括如下步驟： (1) 將增稠劑羧甲基纖維素鈉、水溶劑按照重量百分比1. 5%~2%、98%~98. 5%進(jìn) 行混合，用鋰電攪拌機(jī)設(shè)置公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速20Hz，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速20Hz，攪拌3個小時，環(huán)境參數(shù)為溫度 15-35°C，濕度彡 80%。 (2) 加入導(dǎo)電劑炭黑，攪拌機(jī)設(shè)置公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速30Hz，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速35Hz，抽真空至-0. 08MPa再 攪拌1個小時，環(huán)境參數(shù)為溫度15-35°C，濕度< 80%。 (3) 加入活性物質(zhì)石墨混合物，攪拌機(jī)設(shè)置公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速30Hz，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速30Hz，抽真空 至-0. 08MPa再攪拌2. 5小時，環(huán)境參數(shù)為溫度15-35°C，濕度彡80%。 (4) 再加入丁苯橡膠，抽真空至-0. 08MPa繼續(xù)攪拌1小時，攪拌機(jī)設(shè)置公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速20Hz， 自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速20Hz，用粘度計進(jìn)行測量，加入適量水調(diào)節(jié)到漿料粘度在2000-3000mPa.s，漿料 按設(shè)計型號經(jīng)過涂布、輥壓、分切為所需要尺寸的鋰離子二次電池負(fù)極極片，環(huán)境參數(shù)為溫 度 15-35°C，濕度< 80%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子二次電池負(fù)極極片的制備方法，其特征在于：所述丁苯 橡膠購于JSR株式會社，產(chǎn)品全稱丁二烯苯乙烯橡膠（丁苯橡膠），型號TRD102A。
3. -種鋰離子二次電池負(fù)極極片，其特征在于：負(fù)極極片采用權(quán)利要求1至3中所述 方法制得，所述極片的組分重量百分比為：石墨混合物95. 9~96. 9%、炭黑0. 8~1. 2%、 羥甲基纖維素鈉1. 5~1. 8%、丁苯橡膠0. 8~I. 1%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子二次電池負(fù)極極片，其特征在于：所述石墨混合物為 天然石墨和人造石墨的混合物，兩者比例可從80 : 20到1 : 100進(jìn)行調(diào)整。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋰離子二次電池負(fù)極極片及制備方法，通過在粘結(jié)劑丁苯橡膠分子表面嫁接官能團(tuán)，減小丁苯橡膠分子粒徑為75-85nm，使丁苯橡膠粘結(jié)劑具有良好的粘附性、分散性、穩(wěn)定性，并采用特殊負(fù)極配方，所述負(fù)極極片所含組分重量百分比為：石墨混合物95.9～96.9％、炭黑0.8～1.2％、羥甲基纖維素鈉1.5～1.8％、丁苯橡膠0.8～1.1％，制得的鋰離子二次電池負(fù)極極片，提高了電池容量、減小電池電阻。
【IPC分類】H01M4-04, H01M4-139, H01M4-13, H01M4-62
【公開號】CN104766944
【申請?zhí)枴緾N201510147521
【發(fā)明人】彭卓, 劉恩新
【申請人】深圳市斯盛能源股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月30日