[發明專利]一種鋰離子電池正極功能涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201210259301.7
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN102757700A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 張敬捧;關成善;宗繼月
• 申請（專利權）人: 山東精工電子科技有限公司
• 主分類號: C09D127/16
• 分類號: C09D127/16;C09D5/24;H01M4/62;H01M4/139
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋰離子電池正極技術領域，涉及一種鋰離子電池正極功能涂層及其制備方法。

背景技術

由于鋰離子電池具有電壓高、比能量高、循環壽命長、無記憶效應、安全性能好和對環境污染少等優點，使其在便捷式電子設備、電動汽車、空間技術、國防工業等領域具有廣泛的應用前景。隨著電動工具、小型動力設備對鋰離子電池高功率密度提出的苛刻需求，要求更高品的動力鋰離子電池。目前，無論是磷酸鐵鋰正極體系、鎳鈷錳酸鋰正極體系還是錳酸鋰正極體系的鋰離子電池制作工藝都趨于成熟，人們主要致力于鋰離子電池比能量、比功率、循環壽命、高低溫穩定性、安全性和自放電等性能的提高，例如不斷尋找優良原材料進行最佳匹配、尋找更加合理的結構設計、改善工藝技術及其環境條件。目前國內外18650倍率型磷酸鐵鋰鋰離子電池，標稱容量1300mAh，30C持續放電容量低于0.5C放電容量的90%，且高倍率循環性能差，5C充放循環壽命低于1000次。18650倍率型鎳鈷錳酸鋰電池，標稱容量1300mAh，3C充10C放循環壽命差，低于1000次，長時間循環的電池內部受到嚴重破壞，且不能夠恢復，各正極體系鋰離子電池的各項性能都有待進一步提升。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋰離子電池正極功能涂層及其制備方法，要解決的技術問題是找到合理的正極集流體處理技術，提高鋰離子電池的倍率性能與循環性能。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種鋰離子電池正極功能涂層，其特征是：功能涂層漿料分散劑選用NMP；功能涂層漿料粘結劑選用PVDF，PVDF為HSV900、KYNAR?PVDF761A、Solef5130中的一種，控制膠體溶液固含量為1.2%~3.5%；功能涂層漿料導電劑選用碳黑導電劑，碳黑導電劑為碳納米管、科琴黑、Super-p中的一種或幾種，控制漿料固含量為20%~30%。

根據所述的鋰離子電池正極功能涂層，其特征是：將所述的NMP用行星攪拌機高速攪拌至40℃~50℃，加入所述的粘結劑PVDF，粘結劑溶液固含量為1.2%?~3.5%，接冷循環水，抽真空攪拌2h~6h后加入碳黑導電劑（導電碳），漿料固含量為20%~30%，抽真空攪拌2h~4h，將漿料轉移到高效流體動力超聲漿料混合器中進行超聲分散，分散時間1h~2h，漿料制備完成后過150~220目篩網，使用噴涂機進行噴涂，噴涂厚度控制在3μm~5μm，噴涂速度8m~10m/min，噴涂烤箱設置在80℃~100℃，完成噴涂后將涂層極片抽真空110±3℃干燥12h~14h，真空度≤-0.09MPa，每兩小時換充一次干燥氮氣；極片完成烘烤后自動降溫到50℃度以下真空保存，得到一種鋰離子電池正極功能涂層。

一種制備所述鋰離子電池正極功能涂層的方法，其特征是：將計量的NMP用行星攪拌機高速攪拌，公轉轉速20~30r/min，自轉轉速1500~2500r/min，至溫度達到40℃~50℃停止攪拌，加入計量的粘結劑PVDF，粘結劑溶液固含量為1.2%?~3.5%，先低速公轉，轉速10~20r/min，5~15min后啟動高速自轉，轉速800~1200r/min,?5~15min后刮壁，抽真空至真空度-0.08MPa～-0.1MPa，高速公轉，轉速20~30r/min，高速自轉，轉速1500~2500r/min，接冷循環水，將漿料溫度控制在55℃以下，攪拌時間2h~6h，破真空至真空度0MPa～-0.01?MPa，加入碳黑導電劑（導電碳），漿料固含量為20%~30%，先低速公轉，轉速10~20r/min，5~15min后啟動高速自轉，轉速800~1200r/min,?5~15min后刮壁，抽真空至真空度-0.08MPa～-0.1MPa，高速公轉，轉速20~30r/min，高速自轉，轉速1500~2500r/min，攪拌時間2h~4h，破真空至真空度0MPa～-0.01?MPa，將漿料轉移到高效流體動力超聲漿料混合器中進行超聲分散，分散時間1h~2h，漿料制備完成后過150~220目篩網，使用噴涂機進行噴涂，噴涂在集流體鋁箔上，噴涂厚度控制在3μm~5μm，噴涂速度8m~10m/min，噴涂烤箱設置在80℃~100℃，完成噴涂后將涂層極片放入自動真空烘箱進行烘烤，烘烤溫度：110±3℃，烘烤時間12h~14h，真空度≤-0.09MPa，每兩小時換充一次干燥氮氣；極片完成烘烤后自動降溫到50℃以下真空保存，得到一種鋰離子電池正極功能涂層。