高比能量锂离子电池用正极片的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种高比能量锂离子电池用正极片的制作方法，包括高镍三元材料正极片，其特点是：步骤包括：1、制备氧化物浆料；2、将氧化物浆料涂覆在高镍三元材料正极片两面，烘干后的高镍三元材料正极片两面均形成厚度10μm及以下的氧化物涂层，即完成本发明专利技术高比能量锂离子电池用正极片的制作过程。本发明专利技术通过在高镍三元材料为正极活性物质的电极表面涂覆一层氧化物涂层，对减少高镍三元材料电极表面与电解液的反应活性面积起到了屏障作用，有效抑制了电池内部副反应的发生，保证了高镍三元材料为正极的电池在高温储存以及长期循环时的稳定性，极大地提高了电池的储存和循环寿命，并且由于抑制了电池内部微短路点的扩散，保证了电池的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池
，特别是涉及一种高比能量锂离子电池用正极片 的制作方法。
技术介绍
锂离子电池作为一种20世纪90年代初期发展起来的先进蓄电池，具有高比能量、 高电压、宽工作温度范围、低自放电率和无记忆效应等一系列优点，近年来在航空航天、空 间电源领域，尤其是电动车等领域都有了广泛的应用。随着应用领域的不断扩大，特别是对 锂离子电池比能量的要求也越来越高，而锂离子电池的比能量与正、负极片的材料体系密 切相关。 目前，已被广泛应用的锂离子电池正、负极片的材料体系中，正极材料主要以传统 的钴酸锂（LiCoO2)、锰酸锂（LiMn 2O4)、磷酸铁锂（LiFePO4)、镍钴锰（1:1:1)和镍钴锂体系 为主，负极材料主要以及石墨类为主，这些电极材料的优势在于应用工艺相对比较成熟，而 且长期循环性能相对稳定，不足之处在于受材料体系的限制，导致电极材料的比容量难以 提高，上述正极材料的理论比容量都在200mAh/g以下，而根据今后锂离子电池发展趋势， 上述正极材料的比容量已远远不满足电池的使用要求。针对高比能量锂离子电池特性的需 求，开发出了高镍三元材料正极材料体系，其比容量可以达到200mAh/g以上，但由于高镍 三元材料特有的高镍成分，其高电压下的循环性能较差。为提高高电压下的循环性能，在高 镍三元材料电极表面涂覆一层钴酸锂正极浆料并烘干制成正极片，采用该正极片制成的高 比能量锂离子电池，减小了产气量，缓解了气胀现象，提高了电池使用寿命，但是由于对电 极涂覆工艺的要求较高，工艺可行性较低，电池比能量受到钴酸锂体系的限制，降低了原本 高镍三元材料电极的电池比能量，并且电池存在安全隐患问题。
技术实现思路
本专利技术为解决
技术介绍
中存在的技术问题，提供电池具有高比能量、高安全特性 的。 本专利技术包括如下技术方案： ，包括高镍三元材料正极片，其特点是： 包括以下步骤： 步骤1将粒径为IOOnm及以下的氧化物粉末与粘结剂、溶剂混合搅拌成固含量为 2%~30%的氧化物浆料； 步骤2将步骤1制成的氧化物楽料涂覆在所述高镍三元材料正极片两面，100°C~ 120°C温度下烘干IOmin以上，烘干后的高镍三元材料正极片两面均形成厚度为10 μ m及以 下的氧化物涂层，即完成本专利技术高比能量锂离子电池用正极片的制作过程。 本专利技术还可以采用如下技术措施： 步骤2中将步骤1制成的氧化物浆料涂覆在所述高镍三元材料正极片两面的方法 为通过喷涂设备完成，正极片两面氧化物涂层的厚度通过喷涂设备的模头参数进行控制。 步骤2中将步骤1制成的氧化物浆料涂覆在所述高镍三元材料正极片两面的方法 为通过凹版印刷设备完成，正极片两面氧化物涂层的厚度通过凹版印刷设备凹坑的大小及 密度进行控制。 所述氧化物为氧化铝、氧化镁、氧化锆或氟化物之一种。 所述粘结剂为水系粘结剂或有机系粘结剂。 所述粘结剂为羧甲基纤维素类、丁苯橡胶或聚偏氟乙烯之一种。 所述溶剂为有机溶剂。 所述溶剂为水、N甲基吡咯烷酮或丙酮之一种。 本专利技术具有的优点和积极效果是： 本专利技术通过在高镍三元材料为正极活性物质的电极表面涂覆一层氧化物涂层，对 减少高镍三元材料电极表面与电解液的反应活性面积起到了屏障作用，有效抑制了电池内 部副反应的发生，保证了高镍三元材料为正极的电池在高温储存以及长期循环时的稳定 性，极大地提高了电池的储存和循环寿命，并且由于抑制了电池内部微短路点的扩散，保证 了电池的安全性。【附图说明】 图1为本专利技术中制作的高比能量锂离子电池用正极片结构示意图； 图2为本专利技术制成的电池与目前公知电池循环数据曲线对比图。 图中：1-集流体，2_氧化物涂层，3_ 1?媒二兀材料涂层。【具体实施方式】 为能进一步公开本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，特例举以下实例详细说明如 下： ，包括高镍三元材料正极片，其特点是： 包括以下步骤： 步骤1将粒径为IOOnm及以下的氧化物粉末与粘结剂、溶剂混合搅拌成固含量为 2%~30%的氧化物浆料； 步骤2将步骤1制成的氧化物楽料涂覆在所述高镍三元材料正极片两面，100°C~ 120°C温度下烘干IOmin以上，烘干后的高镍三元材料正极片两面均形成厚度为10 μ m及以 下的氧化物涂层，即完成本专利技术高比能量锂离子电池用正极片的制作过程。 其中，步骤2中将步骤1制成的氧化物浆料涂覆在所述高镍三元材料正极片两面 的方法为通过喷涂设备完成，正极片两面氧化物涂层的厚度通过喷涂设备的模头参数进行 控制；或者步骤2中将步骤1制成的氧化物浆料涂覆在所述高镍三元材料正极片两面的方 法为通过凹版印刷设备完成，正极片两面氧化物涂层的厚度通过凹版印刷设备凹坑的大小 及密度进行控制。 所述氧化物为氧化铝、氧化镁、氧化锆或氟化物之一种。 所述粘结剂为水系粘结剂或有机系粘结剂。 所述粘结剂为羧甲基纤维素类、丁苯橡胶或聚偏氟乙烯之一种。 所述溶剂为有机溶剂。 所述溶剂为水、N甲基吡咯烷酮或丙酮之一种。 对比例1 步骤1、采用高镍三元材料为正极活性物质，添加炭黑（SP)作为导电剂、聚偏氟乙 烯（PVDF)为粘结剂、氮甲基吡咯烷酮（NMP)为溶剂，采用匀浆机将上述材料配制成高镍三 元材料浆料，其中各物质质量配比为：高镍三元材料：导电剂：粘结剂：溶剂=95:3:2:55 ; 步骤2、将步骤1制成的高镍三元材料浆料涂覆在作为集流体1的20 μ m铝箔的两 面，烘干后，形成目前公知的高比能量锂离子电池用高镍三元材料正极片3。 实施例1 步骤1、以羧甲基纤维素类（CMC)与丁苯橡胶（SBR)为粘结剂、以水为溶剂， 与D50粒径在500nm的氧化铝粉末混合搅拌；其中，氧化铝：CMC:SBR:水的质量比为 100:1. 2: L 2:2当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
高比能量锂离子电池用正极片的制作方法，包括高镍三元材料正极片，其特征在于：包括以下步骤：步骤1将粒径为100nm及以下的氧化物粉末与粘结剂、溶剂混合搅拌成固含量为2％～30％的氧化物浆料；步骤2将步骤1制成的氧化物浆料涂覆在所述高镍三元材料正极片两面，100℃～120℃温度下烘干10min以上，烘干后的高镍三元材料正极片两面均形成厚度为10μm及以下的氧化物涂层，即完成本专利技术高比能量锂离子电池用正极片的制作过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜娜，王盼，李会娟，刘全兵，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12