[發明專利]正極片、其制備方法及鋰離子電池

無效

• 申請號: 201210088277.5
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN103367696A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 周明杰;鐘玲瓏;王要兵
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/139;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

技術領域

本發明涉及電池領域，尤其涉及一種正極片及其制備方法。本發明還涉及一種使用該正極片作為電極的鋰離子電池。

背景技術

現有鋰離子電池的正極材料主要采用無機金屬化合物，其主要包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰以及混合的體系；無機金屬化合物類作為正極材料時，其制備工藝復雜、成本高。

近年來，也開發了一些有機化合物作為正極材料，但是由于這些正極材料電導率低、熱穩定性和機械性能差，且電池循環壽命低，因此，這些有機化合物的正極材料不適宜做電極材料。

當鋰離子電池采用有機化合物作為正極材料時，負極一般采用金屬鋰，金屬鋰在充放電過程中，鋰表面會不斷的溶解和沉淀，且容易產生枝晶，造成電池內部短路。

發明內容

本發明所要解決的問題之一在于提供一種制造成本低、工藝簡單且不易造成電池內部短路的正極片的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種正極片的制備方法，包括如下步驟：

S1、制備正極活性材料：將氧化石墨粉體溶解于DMF溶液中，超聲攪拌，得到1g/L的懸浮液；隨后在劇烈攪拌下加入含5-氨基-1，4萘醌的無水乙腈溶液；接著在惰性氣體保護下80～100℃回流處理12～24h，得到氧化石墨衍生物；最后再將所得的氧化石墨衍生物粉體與還原劑在80～100℃下回流12～24h，得到組份為石墨烯衍生物的正極活性材料；其中，無水乙腈溶液中，5-氨基-1，4萘醌的質量濃度為1g/L；

S2、制備正極片：將步驟S1制得的正極活性材料以及PVDF粘結劑溶于NMP溶液中，制得膠狀正極材料，隨后將膠狀正極材料涂布在集流體的表面，靜置24～48小時后進行干燥處理，制得正極片。

所述正極片的制備方法，步驟S1中，氧化石墨與5-氨基-1，4萘醌的質量比為3∶5。

所述正極片的制備方法，步驟S1中，所述還原劑選自水合肼、硼氫化鈉、乙二胺或苯肼。

所述正極片的制備方法，步驟S1中，所述氧化石墨衍生物粉體與還原劑的摩爾比為1∶1。

所述正極片的制備方法，步驟S2中，在膠狀正極材料配置中，還需要添加導電劑；所述導電劑選自乙炔黑；所述正極活性材料、導電劑、粘結劑的質量比為90∶5∶5。

所述正極片的制備方法，步驟S2中，所述集流體選自鋁箔。

本發明所要解決的問題之二在于提供一種正極片，該正極片采用上述方法制得。

本發明所要解決的問題之三在于提供一種鋰離子電池，該鋰離子電池包括上述制得的正極片。

本發明制得的正極片具有如下有益效果：(1)由于石墨烯衍生物本身不含鋰，不需要對石墨烯衍生物進行工藝復雜的儲鋰操作，簡化了操作工藝，降低制造成本；(2)該正極片與金屬鋰負極組成電池時，其充放電時，不易產生枝晶，也就避免了電池內部短路問題。

附圖說明

圖1為較佳實施例的正極片的制備工藝流程圖；

圖2為較佳實施例的正極片的結構示意圖；

圖3為較佳實施例的鋰離子電池的結構示意圖。

具體實施方式

本實施例的一種正極片的制備方法，如圖1所示，包括如下步驟：

S1、制備正極活性材料：將氧化石墨粉體溶解于DMF溶液中，超聲攪拌，得到1g/L的懸浮液；隨后在劇烈攪拌下加入含5-氨基-1，4萘醌的無水乙腈溶液；接著在惰性氣體(比如，氮氣，氬氣，或者氮氣和氬氣的混合氣體)保護80～100℃回流處理12～24h，得到氧化石墨衍生物；最后再將所得的氧化石墨衍生物粉體與還原劑在80～100℃下回流12～24h，得到組份為石墨烯衍生物的正極活性材料；其中，無水乙腈溶液中，5-氨基-1，4萘醌的質量濃度為1g/L；

S2、制備正極片：將步驟S1制得的正極活性材料以及PVDF粘結劑溶于NMP溶液中，制得膠狀正極材料，隨后將膠狀正極材料涂布在集流體的表面，靜置24～48小時后進行干燥處理，制得正極片。

所述正極片的制備方法，步驟S1中：

優選，氧化石墨與5-氨基-1，4萘醌的質量比為3∶5；

優選，所述還原劑選自水合肼、硼氫化鈉、乙二胺、苯肼或對二苯酚；

優選，所述氧化石墨衍生物粉體與還原劑的摩爾比為1∶1。

優選，在膠狀正極材料配置中，還需要添加導電劑；所述導電劑選自乙炔黑(請發明人完善)；所述正極活性材料、導電劑、粘結劑的質量比為90∶5∶5；

優選，所述集流體選自鋁箔。