专利名称：一种锂离子二次电池正极制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电极制造方法，尤其涉及一种锂离子二次电池正极制造方法。
背景技术：
二次电池，包含可通过充电而 再生的活性物质。当二次电池所产生的能量降低至最佳效率以下时，可将它们以许多方式中的任何一种进行再充电。基于电池的化学组成，可将可充电电池细分为两个主要类别。这两个类别，即碱性二次电池和锂二次电池。其中锂离子二次电池是一种新型高能二次电源，具有比容量大、放电电压高而平稳、低温性能好、环境友好、安全、寿命长、自放电微弱等优点。锂离子二次电池的上述优势，引起了各国科学家的青睐，从而促进了锂离子二次电池的快速发展。自问世以来，短短的十几年间，锂离子二次电池就已被广泛地应用于手机、笔记本电脑、数码相机等便携电子产品中；其他一些重要领域如电动交通工具、航空航天、军事等领域用的大型锂离子二次电池也正在开发之中。锂离子二次电池由正极、负极、非水电解质等组成，其中锂离子二次电池的正极对于电池能量密度、容量和充放电性能的具有重要的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种性能优异的锂离子二次电池的正极制造方法。为了实现上述目的，本发明提供的一种锂离子二次电池的正极制造方法包括如下步骤
步骤1，制作正极浆料正极浆料是将正极活性物质、粘结剂、导电剂与液状分散介质混合调制而成。其中导电剂为碳纳米管和乙炔黑组成复合物，所述的碳纳米管为多壁碳纳米管，管外径10 60nm,长度为10 100 u m ;乙炔黑的粒径为20 50nm ;其制备方法为
a、称取一定量的碳纳米管、乙炔黑和分散剂，在水或有机溶剂中超声分散碳纳米管和乙炔黑，制成两者总重量含量为I 5%的低浓度母液；b、母液经过抽滤或者压滤分离出水或者有机溶剂，干燥后得到导电剂。步骤2，将正极浆料涂到集流体的两面，进行干燥。集流体设有未涂有正极浆料的空白部，该空白部用于导线熔接。步骤3，通过轧辊涂抹在集流体上的干燥状态的正极浆料进行轧制，剪切后，形成锂离子二次电池的正极。其中，正极活性物质使用LixMnaCo2^aO4 或 LixMnaFe2^aO4 (x = 0. 01 Ua = I. 7
I.86、)。正极活性物质的粒径为2-30iim，其中2_10 y m的粒子的体积占90%以上，正极活性物质的比表面积在采用BET法时，为0. 2m2/g lm2/g。优选的，步骤(I)中的碳纳米管采用15 30nm的碳纳米管，以有利于形成有效的导电网络。与现有技术相比，本发明的优点是通过导电剂的改进提高了正极材料的充放电性能，通过对正极活性物质的改进，改善了电极的容量和负荷特性。
具体实施例方式实施例一
先制作碳纳米管和乙炔黑组成的导电剂，具体工艺如下在200ml去离子水或者N-甲基吡咯烷炯中加入管外径20nm，长度为IOum的多壁碳纳米管3g，聚乙烯吡咯烷酮(PVP) I. 5g ;使用有探头的超声处理设备超声分散后，再加入粒径20nm乙炔黑6g，继续超声分散，获得碳纳米管与乙炔黑的母液。母液经过抽滤分离出水或者有机溶剂，干燥后得到由碳纳米管和乙炔黑组成的导电剂。制作完导电剂后，用双臂式混练机将作为正极活性物质、作为粘结剂的PVdF的NMP溶液、作为导电剂的碳纳米管和乙炔黑和作为分散介质的适量的NMP进行搅，制成正极浆料。PVdF的固形部分、碳纳米管和乙炔黑组成的导电剂的混合比，相对于100重量份的钴酸锂，分别为5重量份、4重量份。其中正极活性物质使用LixMnaCcvaO4 (x = 0. 01 I、a=I. 7 I. 86、)，其粒径为2-30 y m，其中2_10 u m的粒子的体积占90%以上，正极活性物 质的比表面积在采用BET法时,为0. 2m2/g lm2/g。接着，将正极浆料涂布在厚度为15 Pm的由铝箔构成的带状集流体的两面。这样，使涂布的正极浆料干燥，用轧辊轧制，剪切后形成锂离子二次电池正极。实施例二
先制作碳纳米管和乙炔黑组成的导电剂，具体工艺如下在200ml去离子水或者N-甲基吡咯烷炯中加入管外径60nm，长度为50um的多壁碳纳米管4g，聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 2g ；使用有探头的超声处理设备超声分散后，再加入粒径50nm乙炔黑8g，继续超声分散，获得碳纳米管与乙炔黑的母液。母液经过抽滤分离出水或者有机溶剂，干燥后得到由碳纳米管和乙炔黑组成的导电剂。制作完导电剂后，用双臂式混练机将作为正极活性物质、作为粘结剂的PVdF的NMP溶液、作为导电剂的碳纳米管和乙炔黑和作为分散介质的适量的NMP进行搅，制成正极浆料。PVdF的固形部分、碳纳米管和乙炔黑组成的导电剂的混合比，相对于100重量份的钴酸锂，分别为6重量份、3重量份。其中正极活性物质使用LixMnaFe2_a04 (x = 0. 01 I、a=I. 7 I. 86、)，其粒径为2-30 y m，其中2_10 u m的粒子的体积占90%以上，正极活性物质的比表面积在采用BET法时,为0. 2m2/g lm2/g。接着，将正极浆料涂布在厚度为12 Pm的由铝箔构成的带状集流体的两面。这样，使涂布的正极浆料干燥，用轧辊轧制，剪切后形成锂离子二次电池正极。比较例一
比较例中的正极活性物质采用钴酸锂，导电剂采用常用的市用炭黑导电剂，其他的制备工艺同实施例一和二。对采用实施例一、实施例二以及比较例一制备的锂离子二次电池的正极制成的电池(三种电池除了正极不同之外，其他部件都相同)进行性能测试，测试结果如下
I放电容量(mAh/g)I初期效率(％)
实施例二 348~90. 3
实施例I 343~90. I
比较例 |四8|85. 5
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的技术方案内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更改或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所做出的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种锂离子二次电池的正极制造方法，该方法包括如下步骤 步骤1，制作正极浆料正极浆料是将正极活性物质、粘结剂、导电剂与液状分散介质混合调制而成；其中导电剂由碳纳米管和乙炔黑组成复合物，其制备方法为a、称取一定量的碳纳米管、乙炔黑和分散剂，在水或有机溶剂中超声分散碳纳米管和乙炔黑，制成两者总重量含量为I 5%的低浓度母液；b、母液经过抽滤或者压滤分离出水或者有机溶剂，干燥后得到导电剂；其中所述的碳纳米管为多壁碳纳米管，管外径10 60nm，长度为10 .100 u m ;乙炔黑的粒径为20 50nm ； 步骤2，将正极浆料涂到集流体的两面，进行干燥； 集流体设有未涂有正极浆料的空白部，该空白部用于导线熔接； 步骤3，通过轧辊涂抹在集流体上的干燥状态的正极浆料进行轧制，剪切后，形成锂离子二次电池的正极； 其特征在于，所述正极活性物质使用LixMnaCo2_a04或LixMnaFe2_a04 (x = 0. 01 l、a =.1. 7 I. 86、)，所述正极活性物质的粒径为2-30iim，其中2_10 y m的粒子的体积占90%以上，所述正极活性物质的比表面积在采用BET法时，为0. 2m2/g lm2/g。
2.如权利要求I所述的锂离子二次电池正极制造方法，其中，步骤(I)中的碳纳米管采用15 30nm的管外径。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子二次电池的正极制造方法，该方法包括如下步骤将正极活性物质、粘结剂、导电剂与液状分散介质混合调制而成；其中导电剂由碳纳米管和乙炔黑组成复合物；将正极浆料涂到集流体的两面，进行干燥；通过轧辊涂抹在集流体上的干燥状态的正极浆料进行轧制，剪切后，形成锂离子二次电池的正极，所述正极活性物质使用LixMnaCo2-aO4或LixMnaFe2-aO4。
文档编号H01M4/1391GK102723462SQ20121022070
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者姜波 申请人:上海锦众信息科技有限公司