[發明專利]一種利用修復后的失效鈷酸鋰材料制備鋰離子電池正極片的方法

無效

• 申請號: 201310057040.5
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103137959A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 賀文智;張哲鳴;夏靜;李光明;黃菊文
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，具體涉及一種利用修復后的失效鈷酸鋰材料制備鋰離子電池正極片的方法。

背景技術

鋰離子電池是性能卓越的新一代綠色高能電池，已成為高新技術發展的重點之一。鋰離子電池具有以下特點：高電壓、高容量、低消耗、無記憶效應、無公害、體積小、內阻小、自放電少、循環次數多。因其上述特點，鋰離子電池已應用到移動電話、筆記本電腦、攝像機、數碼相機等眾多民用及軍事領域。

鋰離子電池的主要構成材料包括電解液、隔離材料、正負極材料等。正極材料占有較大比例（正負極材料的質量比為3:1~4:1）,正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低，因此尋找高效制備正極片的方法來生產具有優良性能的鋰離子電池是至關重要的。

發明內容

本發明的目的在于提供工藝操作簡單、過程容易控制、能耗較低、對環境友好、不產生二次污染物的利用修復后的失效鈷酸鋰材料制備鋰離子電池正極片的方法，制得的正極片可直接用于生產鋰離子電池。

本發明提出的一種利用修復后的失效鈷酸鋰材料制備鋰離子電池正極片的方法，具體步驟如下：

（1）在瑪瑙研缽中將修復后的鈷酸鋰材料研磨粉碎，收集過400目的篩子得到的鈷酸鋰粉末；

（2）依次稱取實驗修復后的鈷酸鋰粉末0.8?g，乙炔黑0.08-0.12?g，PVDF(聚偏氟乙烯)1.0-1.2?g及NMP(N-甲基吡咯烷酮)0.8-1.2?g置于25×25稱量瓶中，在磁力攪拌器上放入磁子進行和膏，經過10~12?h的攪拌后，得到混合均勻且呈粘稠狀的正極膏體；

（3）取大小為20?cm×4?cm的光滑鋁箔，將光滑鋁箔置于平玻璃板上，用酒精棉趕平，吹干后兩側用透明膠帶粘好，然后將和好的正極膏體用刀片均勻地涂抹在光滑鋁箔上，通過透明膠帶的層數控制正極膏體厚度，正極膏體表面平整無顆粒；

（4）將完成的鋁箔涂片放入烘箱內干燥110-130?min后，再轉移至真空干燥箱內，110~120度真空狀態下干燥7.5-8.5?h待用；冷卻后將得到的正極片取出，并從玻璃板上取下正極片，將正極片置于液壓壓片機上以給以0.8-1.2MPa的壓力，使用油壓機壓制正極片15-25?s即可取出，將壓好的正極片置于真空干燥箱中80-95度真空干燥8-10小時，冷卻后放入手套箱中，以備后續組裝使用。

本發明中，加入NMP是為了調粘稠度用。

本發明獲得的正極片制作成紐扣電池，通過進行電化學性能測試基性能，制備的電池首次充放電比容量分別達到133.2、132.1?mAh/g，且首次的充放電效率為99.7%。經過20次的循環，放電容量保持率較高，仍達到97.5%。

本發明的有益效果在于：為修復后的鈷酸鋰制備正極板提供了方法，通過此方法可生產出具有良好性能的正極板，從而制作出具有優良性能鋰離子電池，本發明操作簡單、無污染，為生產出高性能的正極板提供技術方法。

附圖說明

圖1為正極膏體涂片示意圖。

圖中標號：1、玻璃板，2、透明膠帶，3、正極膏體。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明的技術方案作進一步的說明。

實施例1

（1）在瑪瑙研缽中將修復后的鈷酸鋰材料研磨粉碎，然后收集過400目的篩子得到的粉末。

（2）依次稱取實驗修復后的鈷酸鋰粉末、乙炔黑、PVDF、NMP，置于25×25稱量瓶中，各組分質量配比為鈷酸鋰粉末0.8?g，乙炔黑0.08?g，PVDF1.0?g及NMP?0.8?g。加入一定質量的NMP溶劑（調粘稠度用），在磁力攪拌器上放入磁子進行和膏，經過10?h的攪拌后，可觀察到物質混合均勻且呈粘稠狀。

（3）取大小約20?cm×4?cm的光滑鋁箔，將鋁箔置于平玻璃板上，用酒精棉趕平，吹干后兩側用透明膠帶粘好，通過膠帶的層數控制極片厚度，然后將和好的膏體正極物質用刀片均勻地涂抹在鋁箔帶上，此時極片表面應該平整無顆粒。

（4）將完成的鋁箔涂片放入烘箱內干燥110?min后，再轉移至真空干燥箱內，110度真空狀態下干燥7.5h待用。冷卻后將極板取出并從玻璃片上取下極板，將極片置于液壓壓片機上以給以0.8MPa的壓力，為保證活性物質與鋁箔的粘結穩定性，使用油壓機壓制正極片15?s即可取出，將壓好的極片置于真空干燥箱中80度真空干燥過夜，冷卻后放入手套箱中，以備后續組裝使用。