专利名称：锂离子电池正极浆料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池正极浆料的制备方法。
背景技术：
目前，锰酸锂具有资源丰富、高电压、低成本等优点，将在能源、交通、环保、通讯及海洋等领域具有广阔的市场前景，但由于锰酸锂材料的循环性能差和容量衰减率高，制约了锰酸锂电池在行业中的部分发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适合工业化生产、循环寿命长的一种正极材料为三元掺锰酸锂的锂离子电池正极浆料的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:锂离子电池正极浆料的制备方法，将50重量份的N-甲基吡咯烷酮和3重量份聚偏氟乙烯混合搅拌120min后，加入4重量份导电剂搅拌120min，加入93重量份正极材料，同时再添加50重量份的N-甲基吡咯烷酮，搅拌270min，搅拌完成后的浆料过150目滤网过滤。作为优选，操作过程中的环境湿度< 45%,搅拌转速1800-2200r/min,搅拌罐的真空度< -0.09MPa ;浆料控制温度在2(T45°C。作为优选，所述正极材料为锰酸锂与三元材料的混合物，锰酸锂与三元材料的质量比为2:3。作为优选，所述三元材料为镍钴锰酸锂。本发明由于采用了上述技术方案，其优点是:1.正极材料为锰酸锂和镍钴锰酸锂混合材料2.先将N-甲基吡咯烷酮和3%聚偏氟乙烯混合制成胶体；3.后加4%导电剂搅拌，再分两次放入93%正极材料混合均匀。本发明通过调整正极材料比例配方及改善匀浆过程，不但使浆料得到充分分散，而且其制备的锰酸锂电池与现有锰酸锂电池相比具有容量衰减率降低、循环寿命长的显著优点，提高了电池的循环性能。
具体实施例方式本发明通过改善匀浆过程，使浆料得到充分分散；通过调整正极材料比例配方，其制备的锂离子电池与现有锰酸锂电池相比具有容量衰减率降低、循环寿命长的显著优点。实施例一(I)正极匀浆，将N-甲基吡咯烷酮和3%聚偏氟乙烯混合搅拌120min后，加入4%导电剂搅拌120min，把93%的正极材料分两次以1:1加入，同时添加N-甲基吡咯烷酮，搅拌270min。所述正极材料为锰酸锂与三元材料的混合物，质量比为2:3，N-甲基吡咯烷酮的总量是浆料总量的40 50%。所述操作过程中的环境湿度不大于45%，搅拌转速1800-2200r/min，真空度不高于-0.09MPa ;浆料控制温度为2(T45°C，必要时(浆料升温较高时)用酒精擦拭匀浆锅或加冷却水或降低转速。出料粘度6500-8500MPa.S，固含量50 60%。搅拌完成后的浆料过150目滤网过滤，获得正极浆料。(2)负极匀浆，将94.5%的负极活性物质、I 1.5%的导电炭黑、I 2%羧甲基纤维素钠、去离子水，搅拌300min,加入2.5 3.5% 丁苯橡胶粘结剂，搅拌60min。所述导电炭黑、羧甲基纤维素钠及丁苯橡胶的总量占负极材料总量的5.5%，操作过程中的环境湿度不大于45%，搅拌转速1800-2200r/min，真空度不高于_0.09MPa ;浆料控制温度为20 40で，出料粘度3000-4000MPa*s，固含量40 50%。搅拌完成后的浆料过100目滤网过滤，获得负极浆料。(3)将正极浆料在温度100 140°C，速度4 6m/min，涂敷在18 22 y m的铝箔上，单面面密度210±3g/m2，双面面密度420±5g/m2。将负极浆料在温度60 100°C，速度5 7m/min,涂敷在7 11 y m的铜箔上,单面面密度103±3g/m2,双面面密度206±5g/m2。(4)将正负极极片通过棍压机压制，正极厚度为160±2iim,负极厚度为154±2 u m0(5)正极片姆200mm切一大片，姆一大片再切出长115mm、宽64mm的正极片；负极片姆204mm切一大片，姆一大片再切出长117mm、宽65mm的负极片。(6)把切好的正负极极片分别放入80°C烘箱中，烘干36h。(7)用叠片机，使正极极片、隔膜、负极极片按顺序叠成电芯，正极极片数29片，负极极片30片。(8)将叠好的电芯焊接极耳并装入壳体，往壳体内注入电解液，用热封机封住壳体。(9)电池单体搁置36h后，先以0.05C电流充电60min，再以0.1C电流充电60min，最后以0.2C电流充电150min停止，将所述单体电池55°C高温搁置10h。(10)电池单体常温冷却后，先以0.2C恒流恒压充电到4.2V，截止电流为0.02C，后以0.2C恒流放电至3.0V，再以先以0.5C恒流恒压充电到4.2V，截止电流为0.02C,以0.5C恒流放电至3.0V。实施例ニ(I)正极匀浆，将N-甲基吡咯烷酮和3%聚偏氟こ烯混合搅拌120min后，加入4%导电剂搅拌120min，把93%的正极材料分两次以1:1加入，同时添加N-甲基吡咯烷酮，搅拌270min。所述正极材料为锰酸锂与三元材料的混合物，质量比为1:1，N_甲基吡咯烷酮的总量是浆料总量的40 50%。所述操作过程中的环境湿度不大于45%，搅拌转速1800-2200r/min，真空度不高于-0.09MPa ;浆料控制温度为2(T45°C，必要时(浆料升温较高时)用酒精擦拭匀浆锅或加冷却水或降低转速。出料粘度6500-8500MPa* S，固含量50 60%。搅拌完成后的浆料过150目滤网过滤，获得正极浆料。(2)负极匀浆，将94.5%的负极活性物质、I 1.5%的导电炭黑、I 2%羧甲基纤维素钠、去离子水，搅拌300min,加入2.5 3.5% 丁苯橡胶粘结剂，搅拌60min。所述导电炭黑、羧甲基纤维素钠及丁苯橡胶的总量占负极材料总量的5.5%，操作过程中的环境湿度不大于45%，搅拌转速1800-2200r/min，真空度不高于_0.09MPa ;浆料控制温度为20 40で，出料粘度3000-4000MPa*s，固含量40 50%。搅拌完成后的浆料过100目滤网过滤，获得负极浆料。(3)将正极浆料在温度100 140°C，速度4 6m/min，涂敷在18 22 y m的铝箔上，单面面密度193±38/1112，双面面密度385±58/1112。将负极浆料在温度60 100°C，速度5 7m/min,涂敷在7 11 μ m的铜箔上,单面面密度100±3g/m2,双面面密度200±5g/m2。(4)将正负极极片通过辊压机压制，正极厚度为142±2μπι，负极厚度为150 + 2 μ nio(5)正极片每200mm切一大片，每一大片再切出长115mm、宽64mm的正极片；负极片每204mm切一大片，每一大片再切出长117mm、宽65mm的负极片。(6)把切好的正负极极片分别放入80°C烘箱中，烘干36h。(7)用叠片机，使正极极片、隔膜、负极极片按顺序叠成电芯，正极极片数31片，负极极片32片。(8)将叠好的电芯焊接极耳并装入壳体，往壳体内注入电解液，用热封机封住壳体。(9)电池单体搁置36h后，先以0.05C电流充电60min，再以0.1C电流充电60min，最后以0.2C电流充电150min停止，将所述单体电池55°C高温搁置10h。 (10)电池单体常温冷却后，先以0.2C恒流恒压充电到4.2V，截止电流为0.02C,后以0.2C恒流放电至3.0V，再以先以0.5C恒流恒压充电到4.2V，截止电流为0.02C,以0.5C恒流放电至3.0V。对比例:(I)正极匀浆，将N-甲基吡咯烷酮和3%聚偏氟乙烯混合搅拌120min后，加入4%导电剂搅拌120min，把93%锰酸锂正极材料分两次以1:1加入，同时添加N-甲基吡咯烷酮，搅拌270min。所述N-甲基吡咯烷酮的总量是浆料总量的40 50%操作过程中的环境湿度不大于45%，搅拌转速1800-2200r/min，真空度不高于-0.09MPa ;浆料控制温度为2(T45°C，必要时(浆料升温较高时)用酒精擦拭匀浆锅或加冷却水或降低转速。出料粘度6500-8500MPa.s,固含量50 60%。搅拌完成后的浆料过150目滤网过滤，获得正极浆料。(2)负极匀浆，将94.5%的负极活性物质、I 1.5%的导电炭黑、I 2%羧甲基纤维素钠、去离子水，搅拌300min,加入2.5 3.5% 丁苯橡胶粘结剂，搅拌60min。所述导电炭黑、羧甲基纤维素钠及丁苯橡胶的总量占负极材料总量的5.5%，操作过程中的环境湿度不大于45%，搅拌转速1800-2200r/min，真空度不高于-0.09MPa ;浆料控制温度为2(T40°C，出料粘度3000-4000MPa*s，固含量40 50%。搅拌完成后的浆料过100目滤网过滤，获得负极浆料。(3)将正极浆料在温度100 140°C，速度4 6m/min，涂敷在18 22 μ m的铝箔上，单面面密度175±38/1112，双面面密度350±58/1112。将负极浆料在温度60 100°C，速度5 7m/min,涂敷在7 11 μ m的铜箔上,单面面密度78±3g/m2,双面面密度156±5g/m2。(4)将正负极极片通过棍压机压制，正极厚度为140±2 μ m,负极厚度为125±2 μ m。(5)正极片每200mm切一大片，每一大片再切出长115mm、宽64mm的正极片；负极片每204mm切一大片，每一大片再切出长117mm、宽65mm的负极片。(6)把切好的正负极极片分别放入80°C烘箱中，烘干36h。(7)用叠片机，使正极极片、隔膜、负极极片按顺序叠成电芯，正极极片数22片，负极极片23片。
(8)将叠好的电芯焊接极耳并装入壳体，往壳体内注入电解液，用热封机封住壳体。(9)电池单体搁置36h后，先以0.05C电流充电60min，再以0.1C电流充电60min，最后以0.2C电流充电150min停止，将所述单体电池55°C高温搁置10h。(10)电池单体常温冷却后，先以0.2C恒流恒压充电到4.2V，截止电流为0.02C，后以0.2C恒流放电至3.0V，再以先以0.5C恒流恒压充电到4.2V，截止电流为0.02C,以0.5C恒流放电至3.0V。25°C测试条件下，容量保持率截止80%吋，实施例一的循环次数为2086次，实施例ニ的循环次数为1779次，对比例I的循环次数为1300多次。实施例一、实施例ニ与对比例相比循环次数分别提高58%、35%。
权利要求
1.离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于:将50重量份的N-甲基吡咯烷酮和3重量份聚偏氟こ烯混合搅拌120min后，加入4重量份导电剂搅拌120min，加入93重量份正极材料，同时再添加50重量份的N-甲基吡咯烷酮，搅拌270min，搅拌完成后的浆料过150目滤网过滤。
2.根据权利要求1所述锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于:操作过程中的环境湿度≤45%，搅拌转速1800-2200r/min，搅拌罐的真空度彡-0.09MPa ;浆料控制温度在20^45 0C o
3.根据权利要求1所述锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于:所述正极材料为锰酸锂与三元材料的混合物，锰酸锂与三元材料的质量比为2:3。
4.根据权利要求3所述锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于:所述三元材料为镍钴锰酸锂。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池正极浆料的制备方法，将50重量份的N-甲基吡咯烷酮和3重量份聚偏氟乙烯混合搅拌120min后，加入4重量份导电剂搅拌120min，加入93重量份正极材料，同时再添加50重量份的N-甲基吡咯烷酮，搅拌270min，搅拌完成后的浆料过150目滤网过滤。本发明由于采用了上述技术方案，其优点是1.正极材料为锰酸锂和镍钴锰酸锂混合材料2.先将N-甲基吡咯烷酮和3%聚偏氟乙烯混合制成胶体；3.后加4%导电剂搅拌，再分两次放入93%正极材料混合均匀。本发明通过调整正极材料比例配方及改善匀浆过程，不但使浆料得到充分分散，而且其制备的锰酸锂电池与现有锰酸锂电池相比具有容量衰减率降低、循环寿命长的显著优点，提高了电池的循环性能。
文档编号H01M4/505GK103094556SQ201310040488
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者周明明, 杨佳星, 宋泽斌, 杨晓旭, 赵峰, 时培虎 申请人:浙江超威创元实业有限公司