专利名称：锰酸锂电池正极浆料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种锰酸锂电池正极浆料的制备方法。
背景技术：
推动电动车的产业化，已成为中国汽车工业产业结构调整和跨越式发展的切入点。电动车的关键技术之一就是开发、制造出符合安全、环保要求、高容量、寿命长的动力电池。锂离子电池由于在比功率、比能量和循环性能上的明显优势，成为电动车用动力电池的首选。而锰资源在我国储藏丰富，也将以锰酸锂电池在电动车市场上发挥其特有的优势。本发明通过对锰酸锂正极材料的溶剂进行改善，其制作出来的电池和传统的锰酸锂电池相t匕，不仅提高了电池的循环性能，还降低了动力电池价格，具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种价格低廉、适合工业化生产的锰酸锂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:锰酸锂电池正极浆料的制备方法，将3重量份的水性粘结剂和4.6重量份的去离子水混合，搅拌均匀后，先加入2.5重量份的导电炭黑搅拌90min，再加1.5重量份的导电石墨搅拌120min，加入93重量份的正极材料，同时添加95.4重量份的去离子水，搅拌240min，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彡45%，搅拌转速1800-2200r/min，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。作为优选，所述水性粘结剂是主链为-[-R1-R2-CH2-CH (CN) ]n_的共聚物。本发明由于采用了上述技术方案，使用去离子水为锰酸锂电池正极材料的溶剂，改善匀浆过程，不但大大降低了制备的锰酸锂电池的成本，而且显著提高了锰酸锂电池的循环寿命。
具体实施例方式实施例一(I)正极匀浆，按质量比，将3%水性粘结剂和去离子水以1.51:1混合，搅拌均匀后，先加入2.0 3.0%导电炭黑搅拌90min，再加1.0 2.0%导电石墨搅拌120min，正极材料分三次以2:2:1加入，同时添加去离子水，搅拌240min。所述正极材料为93%的锰酸锂、3%水性粘结剂及4%的导电剂，去离子水占浆料总量的40 50%。所述操作过程中的环境湿度不大于45%，搅拌转速180 0-2200r/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5300-5800MPa.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%，所述搅拌转速2-lOHz，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170±3g/m2，双面面密度340±5g/m2。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75±3g/m2,双面面密度150±5g/m2。(4)将正负极极片通过辊压机压制，正极厚度为140±2μπι，负极厚度为130±2 μ m0(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23片，负极极片24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45°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%所述操作过程中的环境湿度不大于45%，搅拌转速2-7Hz，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%，所述搅拌转速2-lOHz，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170±3g/m2，双面面密度340±5g/m2。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75±3g/m2,双面面密度150±5g/m2。(4)将正负极极片通过辊压机压制，正极厚度为140±2μπι，负极厚度为130±2 μ m0
(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23片，负极极片24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%时，实施例一的循环次数为1900多次，对比例的循环次数为1300多次。实施例一和对比例同时在55°C高温条件下搁置7天后，其容量保持率分别为95.2%、92%。
权利要求
1.锰酸锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于:将3重量份的水性粘结剂和4.6重量份的去离子水混合，搅拌均匀后，先加入2.5重量份的导电炭黑搅拌90min，再加1.5重量份的导电石墨搅拌120min，加入93重量份的正极材料，同时添加95.4重量份的去离子水，搅拌240min，搅拌完成后的浆料过150目滤网过滤。
2.根据权利要求1所述锰酸锂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，真空度< -0.09MPa ;浆料控制温度在20 45°C。
3.根据权利要求1所述锰酸锂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。
4.根据权利要求1所述锰酸锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于:所述水性粘结剂是主链为-[-R1-R2-CH2-CH (CN) ]n-的共聚物。
全文摘要
本发明公开了一种锰酸锂电池正极浆料的制备方法，将3重量份的水性粘结剂和4.6重量份的去离子水混合，搅拌均匀后，先加入2.5重量份的导电炭黑搅拌90min，再加1.5重量份的导电石墨搅拌120min，加入93重量份的正极材料，同时添加95.4重量份的去离子水，搅拌240min，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，使用去离子水为锰酸锂电池正极材料的溶剂，改善匀浆过程，不但大大降低了制备的锰酸锂电池的成本，而且显著提高了锰酸锂电池的循环寿命。
文档编号H01M4/04GK103107329SQ20131004110
公开日2013年5月15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, 宋泽斌, 杨晓旭, 杨佳星, 赵峰, 时培虎 申请人:浙江超威创元实业有限公司