一种超级锂离子电池正极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超级锂离子电池正极的制备方法，包括以下步骤：a、制备正极浆料；b、将上述正极浆料涂覆于铝箔表面，并进行干燥，得到正极涂层；c、制备活性炭浆料；d、将上述活性炭浆料涂覆于正极涂层表面，并进行干燥处理。分别制作正极浆料和活性炭浆料，且两者分别涂覆，并干燥，因此，使得到的超级锂离子电池正极在充放电时可以充分利用锂离子电池法拉第电容和炭材料超级电容器的双电层电容，弥补锂离子电池正极片快速充放电能力差、大倍率充放电循环寿命短的缺陷，此外，也可以缓解储存过程中易与空气中水氧等反应、使用过程中易与电解液发生副反应等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种超级锂离子电池正极的制备方法
本专利技术属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种超级锂离子电池正极的制备方法。
技术介绍
日益严重的环境问题越发引起人们对电力交通的关注，而电池作为电力交通中的核心部件，关系重大。锂离子电池作为新一代二次电池，性能优异，价格低廉，广受关注与应用；但是其大倍率充放电性能较差，功率密度有限，且其正极材料易与空气、电解液反应。在锂离子电池正极材料中加入碳材料，构建超级锂离子电池的概念引起了锂离子电池领域新的研究热潮，并有希望大幅提高锂离子电池性能。锂离子超级电池可以结合传统正极材料的电池性与碳材料的电容性，产生协同作用，提高材料大倍率充放电性能。研究表明，超级锂离子电池在改善传统锂离子电池快速充放电能力、高倍率充放电的循环寿命上，确实发挥了很大作用。但是以传统球磨方法混合正极材料与碳材料可能导致材料均匀性差，导致超级电池性能难以发挥。此外，将碳材料与正极材料混合并不能抑制正极片在储存过程中与空气中水、氧等反应，或在充放电过程中与电解液反应，导致材料失效，电池性能锐减。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超级锂离子电池正极的制备方法，能够解决上述问题中的至少一个。根据本专利技术的一个方面，提供了一种超级锂离子电池正极的制备方法，包括如下步骤：a、制备正极浆料；b、将上述正极浆料涂覆于铝箔表面，并进行干燥，得到正极涂层；c、制备活性炭浆料；d、将上述活性炭浆料涂覆于正极涂层表面，并进行干燥处理。本专利技术的有益效果是：分别制作正极浆料和活性炭浆料，且两者分别涂覆，并干燥，因此，使得到的超级锂离子电池正极在充放电时可以充分利用锂离子电池法拉第电容和炭材料超级电容器的双电层电容，弥补锂离子电池正极片快速充放电能力差、大倍率充放电循环寿命短的缺陷，此外，也可以缓解储存过程中易与空气中水氧等反应、使用过程中易与电解液发生副反应等缺陷。在一些实施方式中，步骤a中的正极浆料为正极材料、乙炔黑和PVDF以质量比为：1-x-y：x：y均匀混合，加入溶剂NMP后球磨2～6h得到，其中x、y的范围为：0≤x≤0.3，0.05≤y≤0.3。由此，得到的正极浆料可以充分发挥正极材料的电池性。在一些实施方式中，正极浆料的球磨速度为150～300r/min，球磨在玛瑙罐中进行。由此，使得正极浆料符合使用要求，保证了各组分混合的均匀性。在一些实施方式中，步骤b中干燥时，先将铝箔置于50～70℃烘箱中初步干燥后，再转移至75～85℃真空干燥箱中干燥12h。由此，使得正极浆料能够紧密的敷在铝箔表面，且保证正极浆料的性能不发生改变。在一些实施方式中，步骤c中的活性炭浆料为活性碳材料、乙炔黑和PVDF以质量比为：1-x-y：x：y混合均匀，加入溶剂NMP后球磨3.5～4.5h制得，其中x、y的范围为：0≤x≤0.3，0.05≤y≤0.3。由此，得到的活性炭浆料能够充分发挥其电容性，提高正极的大倍率充放电性能。在一些实施方式中，活性炭浆料的球磨速度为150～300r/min，球磨在玛瑙罐中进行。由此，使得活性炭浆料符合使用要求，保证了各组分混合的均匀性。在一些实施方式中，步骤d中干燥时，先将铝箔置于50～70℃烘箱中初步干燥后，再转移至75～85℃真空干燥箱中干燥12h。由此，使得活性炭浆料能够紧密的敷在正极涂层表面。在一些实施方式中，步骤b中铝箔在烘箱中初步干燥时间为0.5～1.5h。在一些实施方式中，步骤d中铝箔在烘箱中初步干燥时间为0.5～1.5h。具体实施方式下面对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1一种超级锂离子电池正极的制备方法，包括如下步骤：a、制备正极浆料；其中，正极浆料为正极材料、乙炔黑和PVDF(聚偏氟乙烯)以质量比为：1-x-y：x：y均匀混合，加入溶剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)后球磨4h得到，其中x、y的范围为：0≤x≤0.3，0.05≤y≤0.3。b、将上述正极浆料涂覆于铝箔表面，并进行干燥，得到正极涂层；c、制备活性炭浆料；其中，活性炭浆料为活性碳材料、乙炔黑和PVDF以质量比为：1-x-y：x：y混合均匀，加入溶剂NMP后球磨4h制得，其中x、y的范围为：0≤x≤0.3，0.05≤y≤0.3。d、将上述活性炭浆料涂覆于正极涂层表面，并进行干燥处理。其中，正极材料为锂离子电池正极材料中的一种，如LiFePO4、LiMn2O4、LiCoO2或富锂材料等。活性炭为电容性炭，其比表面积为500～2500m2/g，可以市售购买，也可以采用椰壳、焦炭、塑料或葡萄糖等有机物前驱体制备得到。在实际使用时，称取0.8gLi1.2Ni0.2Mn0.6O2，0.1g乙炔黑,0.1gPVDF，置于玛瑙罐中，加入球磨珠，混合均匀，滴入4mlNMP溶剂，200r/min球磨4小时。将正极浆料用刮刀涂覆于铝箔上，后置于60℃烘箱中烘干1小时，后转移至80℃真空干燥箱中烘干12小时。称取0.7g活性炭,0.1g乙炔黑,0.2gPVDF，置于玛瑙罐中，加入球磨珠，混合均匀，滴入4mlNMP溶剂，200r/min球磨4小时。取出正极片，轧滚压实，用刮刀将活性炭浆料涂覆于正极片正极涂层之上，后置于60℃烘箱中烘干1小时，后转移至80℃真空干燥箱中烘干12小时，得到活性炭/正极材料双层极片。经过该超级锂离子电池正极的制备方法得到的活性炭/正极材料双层极片具有传统正极材料的电池性以及碳材料的电容性；将正极浆料和活性炭浆料分别涂覆和干燥，使得两者的成分能够充分发挥其作用，同时，活性炭浆料能够弥补锂离子电池正极片快速充放电能力差、大倍率充放电循环寿命短、储存过程中易与空气中水氧等反应、使用过程中易与电解液发生副反应等缺陷，提高电池功效。实施例2该实施方式中的一种超级锂离子电池正极的制备方法与实施例1基本相同，达到的效果也基本相同，其区别在于：称取0.6gLiFePO4，0.2g乙炔黑,0.2gPVDF，置于玛瑙罐中，加入球磨珠，混合均匀，滴入4mlNMP溶剂，150r/min球磨6小时。将正极浆料用刮刀涂覆于铝箔上，后置于50℃烘箱中烘干1.5小时，后转移至75℃真空干燥箱中烘干12小时。称取0.7g活性炭,0.1g乙炔黑,0.2gPVDF，置于玛瑙罐中，加入球磨珠，混合均匀，滴入4mlNMP溶剂，150r/min球磨6小时。取出正极片，轧滚压实，用刮刀将活性炭浆料涂覆于正极片正极涂层之上，后置于70℃烘箱中烘干0.5小时，后转移至85℃真空干燥箱中烘干12小时，得到活性炭/正极材料双层极片。实施例3称取0.8gLiMn2O4，0.1g乙炔黑,0.1gPVDF，置于玛瑙罐中，加入球磨珠，混合均匀，滴入4mlNMP溶剂，300r/min球磨2小时。将正极浆料用刮刀涂覆于铝箔上，后置于70℃烘箱中烘干0.5小时，后转移至85℃真空干燥箱中烘干12小时。称取0.8g活性炭,0.1g乙炔黑,0.1gPVDF，置于玛瑙罐中，加入球磨珠，混合均匀，滴入4mlNMP溶剂，300r/min球磨2小时。取出正极片，轧滚压实，用刮刀将活性炭浆料涂覆于正极片正极涂层之上，后置于50℃烘箱中烘干1.5小时，后转移至85℃真空干燥箱中烘干12小时，得到活性炭/正极材料双层极片。以上所述的仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超级锂离子电池正极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、制备正极浆料；b、将上述正极浆料涂覆于铝箔表面，并进行干燥，得到正极涂层；c、制备活性炭浆料；d、将上述活性炭浆料涂覆于正极涂层表面，并进行干燥处理。

【技术特征摘要】
1.一种超级锂离子电池正极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、制备正极浆料；b、将上述正极浆料涂覆于铝箔表面，并进行干燥，得到正极涂层；c、制备活性炭浆料；d、将上述活性炭浆料涂覆于正极涂层表面，并进行干燥处理。2.根据权利要求1所述的一种超级锂离子电池正极的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的正极浆料为正极材料、乙炔黑和PVDF以质量比为：1-x-y：x：y均匀混合，加入溶剂NMP后球磨2～6h得到，其中x、y的范围分别为：0≤x≤0.3，0.05≤y≤0.3。3.根据权利要求2所述的一种超级锂离子电池正极的制备方法，其特征在于，所述正极浆料的球磨速度为150～300r/min，球磨在玛瑙罐中进行。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种超级锂离子电池正极的制备方法，其特征在于，所述步骤b中干燥时，先将铝箔置于50～70℃烘箱中初步干燥后，再转移至75～85℃真空干燥箱中干燥12h。5.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞瑞，梁家星，陈红雨，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44