[發明專利]一種鋰離子二次電池正極制造方法

在審

• 申請號: 201210220702.1
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102723462A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 姜波
• 申請（專利權）人: 上海錦眾信息科技有限公司
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 劉懿

技術領域

本發明涉及一種電極制造方法，尤其涉及一種鋰離子二次電池正極制造方法。

背景技術

二次電池，包含可通過充電而再生的活性物質。當二次電池所產生的能量降低至最佳效率以下時，可將它們以許多方式中的任何一種進行再充電。基于電池的化學組成，可將可充電電池細分為兩個主要類別。這兩個類別，即堿性二次電池和鋰二次電池。其中鋰離子二次電池是一種新型高能二次電源，具有比容量大、放電電壓高而平穩、低溫性能好、環境友好、安全、壽命長、自放電微弱等優點。鋰離子二次電池的上述優勢，引起了各國科學家的青睞，從而促進了鋰離子二次電池的快速發展。自問世以來，短短的十幾年間，鋰離子二次電池就已被廣泛地應用于手機、筆記本電腦、數碼相機等便攜電子產品中；其他一些重要領域如電動交通工具、航空航天、軍事等領域用的大型鋰離子二次電池也正在開發之中。

鋰離子二次電池由正極、負極、非水電解質等組成，其中鋰離子二次電池的正極對于電池能量密度、容量和充放電性能的具有重要的影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種性能優異的鋰離子二次電池的正極制造方法。

為了實現上述目的，本發明提供的一種鋰離子二次電池的正極制造方法包括如下步驟：

步驟1，制作正極漿料：正極漿料是將正極活性物質、粘結劑、導電劑與液狀分散介質混合調制而成。其中導電劑為碳納米管和乙炔黑組成復合物，所述的碳納米管為多壁碳納米管，管外徑10～60nm，長度為10～100μm；乙炔黑的粒徑為20～50nm；其制備方法為：a、稱取一定量的碳納米管、乙炔黑和分散劑，在水或有機溶劑中超聲分散碳納米管和乙炔黑，制成兩者總重量含量為1～5％的低濃度母液；b、母液經過抽濾或者壓濾分離出水或者有機溶劑，干燥后得到導電劑。

步驟2，將正極漿料涂到集流體的兩面，進行干燥。集流體設有未涂有正極漿料的空白部，該空白部用于導線熔接。

步驟3，通過軋輥涂抹在集流體上的干燥狀態的正極漿料進行軋制，剪切后，形成鋰離子二次電池的正極。

其中，正極活性物質使用Li_xMn_aCo_2-aO₄或Li_xMn_aFe_2-aO₄（x＝0.01～1、a＝1.7～1.86、）。正極活性物質的粒徑為2-30μm，其中2-10μm的粒子的體積占90%以上，正極活性物質的比表面積在采用BET法時，為0.2m²/g～1m²/g。

優選的，步驟（1）中的碳納米管采用15～30nm的碳納米管，以有利于形成有效的導電網絡。

與現有技術相比，本發明的優點是：通過導電劑的改進提高了正極材料的充放電性能，通過對正極活性物質的改進，改善了電極的容量和負荷特性。

具體實施方式

實施例一

先制作碳納米管和乙炔黑組成的導電劑，具體工藝如下：在200ml去離子水或者N-甲基吡咯烷烔中加入管外徑20nm，長度為10um的多壁碳納米管3g，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)1.5g；使用有探頭的超聲處理設備超聲分散后，再加入粒徑20nm乙炔黑6g，繼續超聲分散，獲得碳納米管與乙炔黑的母液。母液經過抽濾分離出水或者有機溶劑，干燥后得到由碳納米管和乙炔黑組成的導電劑。

制作完導電劑后，用雙臂式混練機將作為正極活性物質、作為粘結劑的PVdF的NMP溶液、作為導電劑的碳納米管和乙炔黑和作為分散介質的適量的NMP進行攪，制成正極漿料。PVdF的固形部分、碳納米管和乙炔黑組成的導電劑的混合比，相對于100重量份的鈷酸鋰，分別為5重量份、4重量份。其中正極活性物質使用Li_xMn_aCo_2-aO₄（x＝0.01～1、a＝1.7～1.86、），其粒徑為2-30μm，其中2-10μm的粒子的體積占90%以上，正極活性物質的比表面積在采用BET法時，為0.2m²/g～1m²/g。

接著，將正極漿料涂布在厚度為15μm的由鋁箔構成的帶狀集流體的兩面。這樣，使涂布的正極漿料干燥，用軋輥軋制，剪切后形成鋰離子二次電池正極。

實施例二