一種動(dòng)力電池用碳納米管涂覆鋁箔及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種動(dòng)力電池鋁箱，特別涉及一種動(dòng)力電池用碳納米管涂覆鋁箱及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鋰電池的結(jié)構(gòu)中，鋁箱是重要的內(nèi)層組件之一，其表面性能影響了正極的界面 結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的倍率性能、容量發(fā)揮、循環(huán)性能等特性。現(xiàn)動(dòng)力電池行業(yè)中普 遍采用非涂覆雙光鋁箱作為正極集流體，正極具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0003] 正極活性物質(zhì)一般由磷酸鐵鋰（平均粒徑2~10 μ m，比表面積10~20m2/g)、三 元材料（平均粒徑8 μ m~16 μ m，比表面積0· 1~2m2/g)、導(dǎo)電劑Super-P (粒徑5 μ m，比 表面積70m2/g)等混合粉末依靠聚偏氟乙烯粘結(jié)劑粘接在鋁箱上。正常鋁箱表面光滑無(wú)附 著物，因此存在小粒徑、大比表面積的正極漿料與鋁箱之間的接觸面積較少、導(dǎo)電通道缺失 等問(wèn)題，這就導(dǎo)致正常鋁箱涂覆的正極粘結(jié)力差，內(nèi)阻較大等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決以下技術(shù)問(wèn)題：軟包鋰電池的直流內(nèi)阻偏大；正極活性物質(zhì)與鋁 箱粘結(jié)性差；大電流放電能力弱；低溫性能差的技術(shù)缺陷，提供一種動(dòng)力電池用碳納米管 涂覆鋁箱。
[0005] 本發(fā)明還提供一種動(dòng)力電池用碳納米管涂覆鋁箱的制備方法。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種動(dòng)力電池用碳納米管涂覆鋁箱，將碳納米管漿料均勻地涂覆在金屬鋁箱表 面，烘干，得到的復(fù)合鋁箱作為正極集流體使用。
[0008] 碳納米管為高比表面積、高長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)，難以均勻分散，目前鮮有關(guān)于能分散碳納 米管的報(bào)告；本發(fā)明在特殊分散劑C500的幫助下，能夠制備均勻分散的漿料。本發(fā)明的碳 納米管涂覆鋁箱結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。由于涂覆鋁箱表面有很多導(dǎo)電性的碳納米管（涂 炭與正常鋁箱對(duì)比如圖2)，其與正極顆粒接觸面積更大（碳-碳材料更易于粘結(jié)），且導(dǎo)電 通道豐富，因此有效的增加了正極與集流之間的粘結(jié)力，降低了電池內(nèi)阻。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的碳納米管漿料是由以下以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的組分混合而成：碳納米 管5~12%、粘結(jié)劑3. 0%~5. 0%、分散劑0· 5%~4. 0%、溶劑79. 0%~87. 0%。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的溶劑為氮甲基吡咯烷酮，分散劑為分散劑C500,粘結(jié)劑為聚偏氟 乙烯。
[0011] -種所述的動(dòng)力電池用碳納米管涂覆鋁箱的制備方法，該方法包括如下步驟：
[0012] a、漿料配制：將溶劑、粘結(jié)劑、分散劑、碳納米管粉料按順序加入雙行星分散設(shè)備 進(jìn)行混合分散，分散時(shí)間2h~4h ;
[0013] b、漿料性能檢測(cè)：在出料口每隔30min取樣1次，測(cè)量漿料的粒度分布、黏度、固含 量并分析其穩(wěn)定性，漿料粘度在48小時(shí)內(nèi)變化不超過(guò)5%，固含量在48小時(shí)內(nèi)變化不超過(guò) 0.5%后進(jìn)入下道工序；
[0014] c、涂布烘干：將上述漿料投入至高精鋰電池涂布機(jī)中，按涂覆量0. 2~I. 8g/m2均 勻涂覆在鋁箱表面，控制烘箱溫度95~120°C，走速8~15m/min，使溶劑充分揮發(fā)；
[0015] d、鋁箱碾壓：將涂布后的鋁箱經(jīng)乳制機(jī)碾壓，控制碾壓壓力8~10t，得成品碳納 米管涂覆鋁箱。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：采用碳納米管涂覆鋁箱應(yīng)用于正極極片中，由于碳納米管增 加了電子導(dǎo)電通道和界面接觸面積，因此提升了正極物質(zhì)與集流體的粘結(jié)力，電池的直流 內(nèi)阻得到顯著下降，低溫性能、倍率性能及循環(huán)壽命大幅提升。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是正常鋁箱的正極結(jié)構(gòu)；
[0018] 圖2是碳納米管涂覆鋁箱和正常鋁箱的掃描電鏡圖；
[0019] 圖3是本發(fā)明采用碳納米管涂覆鋁箱的正極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4是不同正極集流體的直流內(nèi)阻對(duì)比圖；
[0021] 圖5是不同正極集流體的低溫放電曲線對(duì)比圖；
[0022] 圖6是不同正極集流體的循環(huán)壽命對(duì)比圖；
[0023] 圖7是不同正極集流體的IOC放電曲線對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面通過(guò)具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。應(yīng) 當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局限于下面的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/ 或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0025] 在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設(shè)備和原料等 均可從市場(chǎng)購(gòu)得或是本領(lǐng)域常用的。下述實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常 規(guī)方法。本發(fā)明中縮略語(yǔ)和關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)定義如下：
[0026] 碳納米管：由單層或多層石墨蜷曲而成的一維管狀納米材料。
[0027] 碳納米管涂覆鋁箱：將具有一定結(jié)構(gòu)的碳納米管漿料（碳納米管與粘結(jié)劑混合的 在氮甲基吡咯烷酮溶液）均勻地涂覆在金屬鋁箱表面，烘干后制得的正極集流體。
[0028] 化成：用專(zhuān)用的電池充放電設(shè)備對(duì)半成品電池進(jìn)行充放電，以完成電池的制造、檢 測(cè)、篩選。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] -種所述的動(dòng)力電池用碳納米管涂覆鋁箱的制備方法，該方法步驟如下：
[0031] a、漿料配制：按照表1所示的配比，將溶劑、粘結(jié)劑、分散劑、碳納米管粉料按順序 加入雙行星分散設(shè)備進(jìn)行混合分散，分散時(shí)間2h~4h ;所述的溶劑為氮甲基吡咯烷酮，分 散劑為分散劑C500,粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；
[0032] b、漿料性能檢測(cè)：在出料口每隔30min取樣1次，測(cè)量漿料的粒度分布、黏度、固含 量并分析其穩(wěn)定性，漿料粘度在48小時(shí)內(nèi)變化不超過(guò)5%，固含量在48小時(shí)內(nèi)變化不超過(guò) 0.5%后進(jìn)入下道工序；
[0033] c、涂布烘干：將上述漿料投入至高精鋰電池涂布機(jī)中，按涂覆量0. 2~I. 8g/m2均 勻涂覆在鋁箱表面，控制烘箱溫度95~120°C，走速8~15m/min，使溶劑充分揮發(fā)；
[0034] d、鋁箱碾壓：將涂布后的