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一種正極及其制備方法和一種鋰二次電池的制作方法_3

文檔序號:9923014閱讀:來源:國知局
體物質(zhì)。具體地,所 述第一溶劑可W為N-甲基化咯燒酬(NMP)、N,N-二甲基甲酯胺值MF)、N,N-二甲基乙酷胺 值MAc)、N,N-二乙基甲酯胺值EF)、二甲基亞諷值MS0)、四氨巧喃燈HF)、水W及醇中的一種 或兩種W上。所述溶劑的用量W確保形成的補裡漿料能夠涂布為準(zhǔn)。一般地,所述補裡漿 料中的固體含量可W為30-60重量%。
[0080] 步驟(2)可W在常規(guī)的制備的裡二次電池正極的操作條件和環(huán)境中進行。一般 地,步驟(2)可W在空氣氣氛中進行。步驟(2)中,所述烘干的條件可W為常規(guī)選擇。具體 地,所述烘干可W在60-120°C的溫度下進行。所述烘干的持續(xù)時間可W根據(jù)烘干溫度進行 選擇,一般可W為1-60分鐘,優(yōu)選為10-30分鐘。
[0081] 步驟(3)用于在補裡層表面形成正極活性材料層??蒞在常規(guī)工藝和條件下進 行。具體地,可W將正極活性物質(zhì)、第二導(dǎo)電劑和第二粘結(jié)劑分散在溶劑中,形成正極活性 材料漿料,并將正極活性材料漿料涂布在補裡層表面而實現(xiàn)。本發(fā)明中,將正極活性材料漿 料中的溶劑稱為第二溶劑,所述第二溶劑可W為裡二次電池正極制備過程中常用的溶劑, 其具體實例可W包括但不限于N-甲基化咯燒酬(NMP)、N,N-二甲基甲酯胺值MF)、N,N-二 甲基乙酷胺值MAc)、N,N-二乙基甲酯胺值E巧、二甲基亞諷值MS0)、四氨巧喃燈H巧、水W 及醇中的一種或兩種W上。所述第一溶劑與所述第二溶劑的種類可W為相同,也可W為不 同。
[0082] 根據(jù)本發(fā)明的方法,在形成正極活性材料層之后,還可W進行漉壓、分切和焊接極 耳,從而得到正極片。
[0083] 根據(jù)本發(fā)明的正極用于裡二次電池中,可W有效地補償由于裡離子在充放電過程 中形成SEI膜而導(dǎo)致的不可逆容量損失,使得裡二次電池具有較高的能量密度,較好的循 環(huán)性能和大倍率放電性能。
[0084] 由此,本發(fā)明還提供了一種裡二次電池,包括密封的電池殼體W及設(shè)置在所述電 池殼體內(nèi)部空間的非水電解液、正極、負極和隔膜,所述隔膜處于所述正極和所述負極之 間,其中,所述正極為根據(jù)本發(fā)明的正極。所述正極及其制備方法前文已經(jīng)進行了詳細的說 明,此處不再詳述。
[0085] 根據(jù)本發(fā)明的裡二次電池,所述非水電解液、負極和隔膜可W為常規(guī)選擇。
[0086] 具體地,所述非水電解液可W為電解質(zhì)裡鹽在非水溶劑中形成的溶液。在本發(fā)明 中,可W使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種非水電解液。例如,所述電解質(zhì)裡鹽可W選自六氣 憐酸裡(Li化)、高氯酸裡(LiCl〇4)、四氣棚酸裡(LiBF4)、六氣神酸裡化iAsFe)、六氣娃酸裡 (LiSiFe)、四苯基棚酸裡化IB(Qft)4)、氯化裡化iCl)、漠化裡化iBr)、氯侶酸裡化iAlCg 及氣控基橫酸裡化iC(S〇2CF3) 3)、LiCHsSOs和LiN(SOzCFs) 2中的一種或兩種W上。所述非水 溶劑可W選自鏈狀酸醋和環(huán)狀酸醋的混合溶液。所述鏈狀酸醋可W為碳酸二甲醋值MC)、碳 酸二乙醋值EC)、碳酸甲乙醋(EMC)、碳酸甲丙醋(MPC)、碳酸二丙醋值PC) W及其它含氣、 含硫或含不飽和鍵的鏈狀有機醋類中的一種或兩種W上。所述環(huán)狀酸醋可W為碳酸乙締醋 (EC)、碳酸丙締醋(PC)、碳酸亞乙締醋(VC)、丫-下內(nèi)醋(丫-BL)、橫內(nèi)醋化及其它含氣、含 硫或含不飽和鍵的環(huán)狀有機醋類中的一種或兩種W上。在所述非水電解液中,電解質(zhì)裡鹽 的濃度可 W為 0. l-2mol/l,優(yōu)選為 0. 8-1. 2mol/L。
[0087] 所述負極可W采用本領(lǐng)域所公知的負極。一般來說,所述負極包括導(dǎo)電基體W及 附著在所述導(dǎo)電基體上的負極活性材料層。所述導(dǎo)電基體可W為本領(lǐng)域常用的負極導(dǎo)電基 體,例如可W為侶錐、銅錐或沖孔鋼帶。所述負極活性材料層可W含有至少一種負極活性物 質(zhì)、至少一種粘結(jié)劑W及可選的至少一種導(dǎo)電劑。"可選的"表示含或不含。本發(fā)明中,出于 清楚的目的,將負極活性材料層中的導(dǎo)電劑稱為第=導(dǎo)電劑,將負極活性材料層中的粘結(jié) 劑稱為第=粘結(jié)劑。
[0088] 所述負極活性物質(zhì)可W采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的各種負極活性物質(zhì),例如碳材料。 所述碳材料可W是非石墨化炭、石墨或由多烘類高分子材料通過高溫氧化得到的炭,也可 使用其它碳材料,例如熱解炭、焦炭、有機高分子燒結(jié)物、活性炭等。所述有機高分子燒結(jié)物 可W是通過將酪醒樹脂、環(huán)氧樹脂等燒結(jié)并炭化后所得的產(chǎn)物。
[0089] 所述第S粘結(jié)劑可W選自裡二次電池中常用的負極粘結(jié)劑,如聚乙締醇、聚四氣 乙締、徑甲基纖維素(CMC)和下苯橡膠(SBR)中的一種或兩種W上。一般來說,W所述負 極活性材料層的總量為基準(zhǔn),所述第=粘結(jié)劑的含量可W為0. 5-5重量%,優(yōu)選為1-4重 量%。
[0090] 所述第=導(dǎo)電劑的含量和種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。具體地,W所述負極活 性材料層的總量為基準(zhǔn),所述第S導(dǎo)電劑的含量可W為0-10重量%,優(yōu)選為1-5重量%。 所述第S導(dǎo)電劑可W為乙烘黑、導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨、碳纖維、碳納米管和石墨締中的一種 或兩種W上。所述負極的制備方法可W采用本領(lǐng)域常用的各種方法,例如用溶劑將負極活 性物質(zhì)、第=粘結(jié)劑W及可選的第=導(dǎo)電劑制成負極活性材料漿料,然后將所制得的負極 活性材料漿料涂布在導(dǎo)電基體上,進行烘干、漉壓、切片和焊接極耳,從而得到所述負極。所 述烘干可W在60-120°C的溫度下進行,所述烘干的持續(xù)時間可W為1-60分鐘。本發(fā)明中, 出于清楚的目的,將用于形成負極活性材料漿料的溶劑稱為第=溶劑。所述第=溶劑可W 是現(xiàn)有技術(shù)中使用的各種溶劑,如可W選自N-甲基化咯燒酬(NMP)、N,N-二甲基甲酯胺 值MF)、N,N-二甲基乙酷胺值MAc)、N,N-二乙基甲酯胺值EF)、二甲基亞諷值MSO)、四氨巧 喃(THF)、水W及醇中的一種或兩種W上。
[0091] 所述隔膜設(shè)置于正極和負極之間,具有電絕緣性能和液體保持性能。在本發(fā)明中, 所述隔膜可W選自本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的裡二次電池中所用的各種隔膜,例如聚締控多孔 膜、聚乙締拉、玻璃纖維拉或超細玻璃纖維紙。
[0092] 根據(jù)本發(fā)明的裡二次電池可W采用常規(guī)方法制備。具體地,可W將正極、隔膜和負 極依次卷繞或疊置W形成電極忍,將該電極忍置入電池殼中,加入非水電解液,然后密封, 得到裡二次電池。其中,卷繞或重疊和密封的方法可W是本領(lǐng)域人員所公知的方法。所述 電解液的用量可W采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的常規(guī)用量。
[0093] W下結(jié)合實施例詳細說明本發(fā)明,但并不因此限制本發(fā)明的范圍。
[0094] 實施例1-8用于說明本發(fā)明。 陽0巧]實施例1
[0096] 1、制備正極
[0097] (1-1)形成補裡層
[0098] 將LigP (購自百靈威科技)、導(dǎo)電炭黑(購自瑞:t特密高,牌號為super巧和聚 偏氣乙締(購自Kynar,牌號為服V900)分散在N-甲基化咯燒酬中,形成補裡漿料。其中, LisP :導(dǎo)電炭黑:聚偏氣乙締的重量比為70 :15 :15, LisP :N-甲基化咯燒酬的重量比為100 : 40 O
[0099] 將補裡漿料涂布在侶錐(厚度為12ym)的兩面,然后在100°C干燥10分鐘,從 而在侶錐的兩面形成補裡層(補裡層的單層厚度為3ym)。其中,補裡漿料的總涂布量為 0. 5g〇
[0100] (1-?形成正極活性材料層
[0101] 將鉆酸裡、導(dǎo)電炭黑(購自瑞:t特密高,牌號為super巧和聚偏氣乙締(購自 Kynar,牌號為服V900)分散在N-甲基化咯燒酬中,形成正極活性材料漿料。其中,鉆酸裡: 導(dǎo)電炭黑:聚偏氣乙締的重量比為97 :2 :1,鉆酸裡:N-甲基化咯燒酬的重量比為100 :30。
[0102] 將正極活性材料漿料涂布在補裡層的表面,然后在100°C干燥10分鐘,從而在 補裡層的表面形成正極活性材料層。經(jīng)漉壓、分切和點焊極耳后得到正極(總厚度為 118 ym)。其中,正極活性材料漿料的總涂布量為12g。 陽103] 2、制備負極
[0104] 將石墨(購自深圳貝特瑞B(yǎng)TR918)、徑甲基纖維素(購自江口邦維,牌號為BV冊) 和下苯橡膠(購自己斯夫,牌號為SD2613)分散在去離子水中,形成負極活性材料漿料。其 中,石墨:徑甲基纖維素:下苯橡膠的重量比為96 :2 :2,石墨:去離子水的重量比為100 : 100。
[0105] 將負極活性材料漿料涂布在銅錐(厚度為8 y m)的兩個表面,然后在90°C干燥10 分鐘,形成負極活性材料層。經(jīng)漉壓、分切和點焊極耳后得到負極(總厚度為138 ym)。其 中,負極活性材料漿料的總涂布量為5. 7g。 陽106] 3、制備裡二次電池 陽107] 分別將
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