[發明專利]鋰離子電池電極漿料及應用該電極漿料制備的電極片

有效

• 申請號: 201010191054.2
• 申請日: 2010-06-03
• 公開（公告）號: CN102270762A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 何向明;張文佳;蒲薇華;李建軍;高劍;姜長印
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01B1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池電極漿料及應用該電極漿料制備的電極片。

背景技術

在鋰離子電池的工業生產中通常是將鋰離子電池的電極漿料涂覆在鋁箔等極片載體上，經過機器刮涂、滾壓、烘干等步驟，再經過裁剪、卷繞制成可使用的電極片。

現有技術中鋰離子電池電極漿料的組成成分一般包括活性組分、導電組分、高分子交聯劑以及溶劑。其中活性組分為正極活性物質如鈷酸鋰、錳酸鋰或磷酸鐵鋰，或負極活性物質如石墨。導電組分可以是乙炔黑、碳納米管或石墨。高分子交聯劑起到粘結活性組分和導電組分的作用，常用丁苯橡膠(SBR)或聚偏氟乙烯(PVDF)。溶劑起到溶解高分子交聯劑的作用，通常為水或非水性有機溶劑，如N-甲基吡咯烷酮(NMP)等，溶劑在制作電極片的烘干步驟中去除。電極漿料的性能好壞對電極片的制作過程、電極片性能以及鋰離子電池的性能都有很大的影響。

然而，即使采用相同組分形成的電極漿料制備的鋰離子電池，其性能也可能不同。例如，當電極漿料的各種組分加入的先后順序不同時，最終得到的鋰離子電池的倍率性能可能差別很大。這可能是由于導電組分在電極漿料中的分散不均勻所導致。現有技術中常采用在電極漿料中加入分散劑的方式改善導電組分在電極漿料中的分散性能。公告日為2008年8月6日的中國專利ZL?200480008658.1公開了一種用于改進電極漿料的分散性能的分散劑，這種分散劑具有能夠表面吸附的聚合物骨架和具有非離子表面活性劑性質的側鏈。然而，在實際應用時，這種高分子聚合物分散劑在與水性溶劑進行配合時能具有一定的分散效果，但在應用于非水性有機溶劑時，由于大分子量的高分子聚合物分散劑自身的分散及粘度問題，對電極漿料的分散性能改善則不明顯。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種適用于有機溶劑且能夠提高鋰離子電池性能的電極漿料，以及應用該方法制備的電極片。

一種鋰離子電池電極漿料，其包括活性組分、導電組分、高分子交聯劑、溶劑及曲拉通。

一種鋰離子電池電極片，其包括一集流體以及形成于該集流體表面的電極材料，該電極材料包括活性組分、導電組分、高分子交聯劑及曲拉通。

相較于現有技術，本發明在采用有機溶劑的電極漿料中添加曲拉通，在不影響漿料粘度的情況下可使活性組分和導電組分在電極漿料中均勻分散，得到具有較高分散性能的電極漿料，使鋰離子電池的倍率性能得到改善。

附圖說明

圖1為本發明實施例采用含曲拉通的電極漿料制備的電極片的低放大倍率掃描電鏡照片。

圖2為采用不含曲拉通的電極漿料制備的電極片的低放大倍率掃描電鏡照片。

圖3為本發明實施例采用含曲拉通的電極漿料制備的電極片的高放大倍率掃描電鏡照片。

圖4為采用不含曲拉通的電極漿料制備的電極片的高放大倍率掃描電鏡照片。

圖5為采用含有曲拉通及不含曲拉通的磷酸鐵鋰正極電極片在1C倍率下的循環性能測試曲線。

圖6為采用含有曲拉通及不含曲拉通的磷酸鐵鋰正極電極片在3C倍率下的循環性能測試曲線。

圖7為采用含有曲拉通及不含曲拉通的磷酸鐵鋰正極電極片在5C倍率下的循環性能測試曲線。

具體實施方式

下面將結合附圖及具體實施例對本發明提供的電極漿料及其制備方法，以及應用該方法制備的電極片作進一步的詳細說明。

本發明提供一種電極漿料，其包括活性組分、導電組分、高分子交聯劑、有機溶劑以及辛基苯基聚氧乙烯醚(Octylphenolpoly(ethyleneglycolether)_x，x＝9～10，俗稱曲拉通)。

該活性組分為正極活性物質或負極活性物質中的一種。該正極活性物質可以為磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰及鎳酸鋰中的一種或多種，該負極活性物質可以為石墨、有機裂解碳及中間相碳微球(MCMB)中的一種或多種，該導電組分可以為石墨、乙炔黑及碳納米管中的一種或多種，該有機溶劑可以為NMP、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺(DEF)、二甲基亞砜(DMSO)、四氫呋喃及醇類中的一種或多種，該高分子交聯劑可以為PVDF、聚四氟乙烯(PTFE)及SBR中的一種或多種。可以理解，該正極活性物質、負極活性物質、導電組分、有機溶劑及高分子交聯劑也可采用其他常用的材料。

在該電極漿料中，該活性組分、導電組分及高分子交聯劑的總質量與該有機溶劑的質量之比可以為3∶1～4∶1，優選為3∶1，從而可以使該電極漿料具有較好的流變性，并利于分散。