[發(fā)明專利]鋰二次電池的正極電極制備工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310738262.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN103682257B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟恩宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽億諾新能源有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01M4/139
• 分類號(hào): H01M4/139
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;涂三民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電化學(xué)二次電池的電極制備工藝，尤其是一種鋰二次電池的正極電極制備工藝。

背景技術(shù)

鋰二次電池自出現(xiàn)以來，就顯示了它強(qiáng)大的生命力。隨著活性材料特別是正極活性材料的發(fā)展，鋰電池的各項(xiàng)性能都得到了很大的提高。這對(duì)于開發(fā)高能量、環(huán)保和安全穩(wěn)定的鋰二次動(dòng)力電池具有很重要的意義，具有極大的市場(chǎng)前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

目前，由于鋰電正極活性材料特別是磷酸鐵鋰材料，比容量已基本達(dá)到了極限，要在材料結(jié)構(gòu)上提高它的比容量其難度是非常巨大的，它的導(dǎo)電性能和高倍率放電性能也比較差。因此為了改善它的導(dǎo)電性能，必須在正極活性物質(zhì)中添加5%左右的導(dǎo)電劑，電極制備方法普遍都是采用臥式涂履機(jī)在銅箔上涂履很薄的一層活性物質(zhì)漿料。使用的涂履機(jī)不但復(fù)雜也非常龐大。單面或雙面涂履，電極兩面很難達(dá)到非常均勻一致。活性漿料涂在光面的金屬箔材料上形成的只是一層薄膜，在充放電過程中由于電極活性材料的膨脹收縮產(chǎn)生膜與骨架之間的位移而容易脫皮，這對(duì)電池的循環(huán)壽命有很大的影響。因此從工藝上提高活性材料的填充量和電極的導(dǎo)電性能就成為了鋰電池電極制備工藝深入研究的一個(gè)重大課題。

泡沫鋁等泡沫金屬材料是一種三維導(dǎo)電的電極骨架材料，在鋁基體中均勻分布著大量由三維相互連通的空間網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的開孔和連通的孔洞，孔隙率最高可達(dá)98%。微觀孔洞的通孔泡沫鋁產(chǎn)品具有泡沫狀結(jié)構(gòu)以及金屬鋁所具有的優(yōu)良導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性能。泡沫鋁的導(dǎo)電性和延展性好，用于電池的電極基體材料，具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，因此正受到業(yè)界的重視。泡沫鋁在電極上的使用，在一定程度上改變了二次電池的放電機(jī)理，提高了電池整個(gè)體系綜合電性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、電極活性物質(zhì)填充量大、電極活性物質(zhì)均勻性好、極片導(dǎo)電性能好、強(qiáng)度大的鋰二次電池的電極及電極制備工藝。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述鋰二次電池的正極電極制備工藝包括如下步驟：

a、將95~99重量份的正極活性材料和1~5重量份的導(dǎo)電劑放入混粉機(jī)混合均勻得到混合粉末；

b、將1~5重量份的聚偏氟乙烯和95~99重量份的N-甲基吡咯烷酮放入打漿機(jī)的漿斗里打成透明狀膠體待用；

c、將混合粉末加入到打漿機(jī)的漿斗里，攪拌均勻，得到正極電極漿料；

d、將三維導(dǎo)電骨架輥壓至原始厚度的65%~80%；

e、將輥壓后的三維導(dǎo)電骨架浸入打漿機(jī)的漿斗里，通過漿斗里的擠漿輥在三維導(dǎo)電骨架內(nèi)擠上正極電極漿料；

f、將已經(jīng)擠上正極電極漿料的三維導(dǎo)電骨架表面用刮漿刀刮平；

g、將已經(jīng)擠上正極電極漿料并刮平的三維導(dǎo)電漿帶以豎直狀態(tài)經(jīng)過烘干爐進(jìn)行烘干，烘干爐的溫度控制在80~110℃，烘干時(shí)間控制在0.5~1.5小時(shí)；

h、將已經(jīng)烘干的三維導(dǎo)電漿帶輥壓至原始厚度的45%~55%，再經(jīng)過裁切得到鋰二次電池的正極電極。

所述的三維導(dǎo)電骨架為泡沫鋁、穿孔鋁箔或者切拉鋁箔中的一種。

所述正極活性材料為鈷酸鋰、錳酸鋰，鎳錳酸鋰、磷酸鐵鋰中的一種或者它們兩種或者兩種以上的組合。

所述導(dǎo)電劑為乙炔黑、普通碳黑、超導(dǎo)碳黑或者石墨乳中的一種或者超導(dǎo)碳黑和石墨乳的混合物。

本發(fā)明的工藝用三維導(dǎo)電骨架制成正極電極裝成的鋰二次電池，其內(nèi)阻低，電池容量增加，使用壽命延長(zhǎng)，電化學(xué)性能優(yōu)良；本發(fā)明工藝制備的鋰二次電池的正極電極均勻，制作工藝簡(jiǎn)單、流程短、易控制，本發(fā)明的工藝效率高并適合于規(guī)模化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的設(shè)備配制圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

將三維導(dǎo)電骨架裝上放卷裝置1上放卷，并保持恒定的張力；進(jìn)到托板3上通過調(diào)整輥2調(diào)整導(dǎo)電骨架的狀態(tài)，以決定其涂履的量；三維導(dǎo)電骨架4進(jìn)入漿料斗5，通過擠漿輥6換向，并利用擠漿輥6將漿料擠進(jìn)三維導(dǎo)電骨架4內(nèi)，精密刮漿刀7將表面掛的漿刮平后進(jìn)入制膜爐8的右烘道9初步烘干后經(jīng)過上換向輪11進(jìn)入左烘道10再烘干，然后掛漿烘干的電極出制膜爐8通過下?lián)Q向輥12進(jìn)入雙輥機(jī)13輾壓就制成了正極電極14。

最后根據(jù)電池的要求裁好極片，焊上電極極耳，即可制成鋰電池正極片。然后將其和隔膜、負(fù)極依次疊在一起卷繞成電芯，裝殼、點(diǎn)底、焊蓋帽、注液、封口、化成就可制成鋰二次電池了。

本發(fā)明在掛漿以后采用柔性精密刮刀，將電極表面刮平整，由于三維導(dǎo)電骨架通孔率高，漿料兩面串通，兩面同時(shí)一次烘干，電極兩面比較均勻。

對(duì)比例