[發(fā)明專利]一種鋰離子電池正極或負極極片及其涂布方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710035970.5
• 申請日: 2007-10-26
• 公開（公告）號: CN101174685A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧凌峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H01M4/02
• 分類號: H01M4/02;H01M4/62;H01M4/04
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極或負極極片及其涂布方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池是最新一代的綠色高能充電電池，于1990年首次由日本SONY公司研制成功，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，鋰離子電池的能量密度與容量不斷增加，鋰離子電池以其優(yōu)越的性能逐漸取代鎳鎘電池和鎳氫電池，成為便攜式電子設(shè)備的首選充電電池，在攝像機、數(shù)碼相機、手機及筆記本電腦、電動汽車、空間技術(shù)、國防工業(yè)等諸多方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

鋰離子電池雖然性能比較優(yōu)越，但在制作工藝上，還存在一些問題，對電池的制作和性能造成一些不良影響，如電池電極極片容易掉粉，導(dǎo)致電池的容量低、循環(huán)壽命差、內(nèi)阻大、生產(chǎn)原材料成本高等?，F(xiàn)解決此類問題最常用的方法是增加或改善粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑的用量，但粘結(jié)劑的用量增加會使電池的內(nèi)阻大增大、比容量減少、循環(huán)壽命差、生產(chǎn)原材料成本高等影響，導(dǎo)電劑的用量會有類似的情況。因此，是為了優(yōu)化鋰離子電池性能，提高其市場競爭力，避免在漿料的過程中加入大量的粘結(jié)劑，并且使其在涂布以及制片的過程中不再出現(xiàn)掉粉的現(xiàn)象，使電極活性材料在漿料中的含量增加，從而使電池的比容量增加。本發(fā)明針對鋰離子電池正負極極片在涂布方面存在的一些技術(shù)上缺陷，提供一種新的涂布方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了優(yōu)化鋰離子電池性能，提高其市場競爭力，根據(jù)鋰離子電池正負極極片存在的一些技術(shù)上缺陷，提供一種新的鋰離子電池正極或負極極片及其涂布方法。使電極漿料中密度小、比表面積大的材料能夠更好的與箔材粘結(jié)在一起，避免電池在裝配以及循環(huán)過程中的出現(xiàn)掉粉現(xiàn)象，降低電池內(nèi)阻，提高活性物質(zhì)的利用率，改善電池性能。

本發(fā)明的目的通過下述方式實現(xiàn)的。

一種鋰離子電池正、負極極片，所述的正、負極極片依次由箔材、導(dǎo)電膠薄層、電極活性材料層組成，導(dǎo)電膠薄層厚度為5～10μm。

所述正、負極片的導(dǎo)電膠薄層包括導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶劑。

正極極片導(dǎo)電膠薄層中，所述導(dǎo)電劑至少包括納米碳纖維、碳納米管、納米銀粉、納米銅粉、納米鎳粉、乙炔黑、導(dǎo)電碳黑、石黑粉、導(dǎo)電聚合物中的一種；粘結(jié)劑至少包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯中的一種；溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

所述負極極片導(dǎo)電膠薄層中，所述導(dǎo)電劑至少包括納米碳纖維、碳納米管、納米銀粉、納米銅粉、納米鎳粉、乙炔黑、導(dǎo)電碳黑、石黑粉、導(dǎo)電聚合物中的一種；粘結(jié)劑至少包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯中的一種；溶劑為N-甲基吡咯烷酮、純水中的一種；粘合劑至少包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、CMC、SBR中的一種。

導(dǎo)電膠中的粘結(jié)劑和溶劑按質(zhì)量比1∶8-12混合。

所述一種鋰離子電池正、負極極片的涂布方法，

1)導(dǎo)電膠薄層的制備，將粘結(jié)劑和溶劑混合加入到攪拌鍋內(nèi)，高速攪拌混合均勻后，再加入所需的導(dǎo)電劑，攪拌混合均勻后制成導(dǎo)電膠乳液；將導(dǎo)電膠加入料槽內(nèi)，調(diào)整涂布機的刀表間隙，使得在箔材表面形成一層5～10μm的膠層，經(jīng)過加熱裝置，使得箔材表面形成一層與箔材粘結(jié)牢固、表面粗糙不平的導(dǎo)電膠薄層；

2)在導(dǎo)電層薄層表面上涂上所需面密度的正極活性材料漿料涂層，然后烘干，制成所需極片。

正極極片導(dǎo)電膠中，所述導(dǎo)電劑至少包括納米碳纖維、碳納米管、納米銀粉、納米銅粉、納米鎳粉、乙炔黑、導(dǎo)電碳黑、石黑粉、導(dǎo)電聚合物中的一種；粘結(jié)劑至少包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯中的一種；溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

所述負極極片導(dǎo)電膠中，所述導(dǎo)電劑至少包括納米碳纖維、碳納米管、納米銀粉、納米銅粉、納米鎳粉、乙炔黑、導(dǎo)電碳黑、石黑粉、導(dǎo)電聚合物中的一種；粘結(jié)劑至少包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯中的一種；溶劑為N-甲基吡咯烷酮、純水中的一種；粘合劑至少包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、CMC、SBR中的一種。

導(dǎo)電膠中的粘結(jié)劑和溶劑按質(zhì)量比1∶8-12混合。

所述的導(dǎo)電膠的制備，優(yōu)選將粘結(jié)劑和溶劑按質(zhì)量比1∶10的比例加入到攪拌鍋內(nèi)，高速攪拌混合均勻后，再加入所需導(dǎo)電劑(具體比例視不同材料而定)，攪拌混合均勻后制成導(dǎo)電膠乳液。

本發(fā)明是在制成涂布漿料前預(yù)涂一層導(dǎo)電膠，在箔材表面形成一層具有良好的粘結(jié)力和導(dǎo)電性的結(jié)構(gòu)緊密的導(dǎo)電膠薄層，在這層導(dǎo)電膠薄層上再進行電極活性材料漿料的涂布，在合適的溫度下進行烘干，而制成所需的極片。