一种锂电池表面沉积氮化钛的高镍三元正极极片制备方法技术

本发明专利技术涉及一种锂电池表面沉积氮化钛的高镍三元正极极片制备方法。具体方法如下：按质量比称取高镍三元正极粉末、碳纳米管浆液和聚偏氟乙烯粉末，称取质量为聚偏氟乙烯粉末（15~30）倍的N甲基吡咯烷酮，制作成高镍三元正极浆料，使用转移式涂布机将过筛后的高镍三元正极浆料涂敷在铝箔的上下表面得到高镍三元正极极片；将氮化钛纳米粉末配制成氮化钛悬浮液。用超声雾化制备系统将其喷涂于高镍三元正极极片表面，得到极片表面沉积氮化钛的高镍三元正极极片。本发明专利技术通过在高镍三元正极极片表面沉积氮化钛纳米颗粒，在电极内部形成一个高导电和高导热的网络，显著改善了电池的大电流充放电性能和热安全性。

A preparation method of high nickel ternary cathode plate deposited on the surface of lithium battery

The invention relates to a preparation method of high nickel ternary cathode plate for depositing titanium nitride on the surface of lithium battery. Specific methods are as follows: high nickel ternary positive powders, carbon nanotube slurries and polyvinylidene fluoride powders are weighed according to the mass ratio, and N methyl pyrrolidone (15-30) times the mass of polyvinylidene fluoride powders is weighed to produce high nickel ternary positive pole slurry. The screened high nickel ternary positive pole slurry is coated on the upper and lower surfaces of aluminium foil with a transfer coating machine to obtain high nickel ternary positive pole slices. Titanium nitride suspension was prepared from titanium nitride nano-powder. The high nickel ternary cathode sheet with TiN deposited on the surface of the high nickel ternary cathode sheet was obtained by spraying it on the surface of the high nickel ternary cathode sheet with the ultrasonic atomization preparation system. By depositing titanium nitride nanoparticles on the surface of high nickel ternary cathode sheet, the invention forms a high conductivity and high thermal conductivity network inside the electrode, which significantly improves the high current charging and discharging performance and thermal safety of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池表面沉积氮化钛的高镍三元正极极片制备方法
本专利技术涉及一种锂电池表面沉积氮化钛的高镍三元正极极片制备方法，属于锂离子电池制作
技术背景作为一种有效的化学能-电能相互转化储能装置，二次电池已经广泛应用于人们的日常生活领域。锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、充放电库仑效率高、自放电率低、无记忆效应、循环寿命长和对环境影响友好等优点，在便携式储能设备、新能源交通工具和航空航天等领域具有广泛的应用前景。正极活性材料是锂离子电池的核心组分之一，是决定锂离子电池整体性能的重要因素。LiNixCoyMnzO2(x+y+z=1)层状三元正极材料具有明显的Ni、Co、Mn三种离子的协同效应，具有比容量高、放电电压平台高和成本低廉等优点，被认为是最有应用前景的下一代动力锂离子电池正极材料。根据国家工信部《汽车产业中长期发展规划》，要求2020年动力电池单体能量密度达到300瓦时/千克，从目前技术来看，高镍三元正极与硅碳负极的优化组合是最可行的商业化方案，正极高镍化趋势非常明确。但是，充放电过程中高镍三元正极的表面相转变容易引起电池容量、循环性能的衰减，同时循环过程中高镍三元正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池表面沉积氮化钛的高镍三元正极极片制备方法，该方法使用极片冲切机，将正极极片、负极极片冲切成特定尺寸大小的电芯极片并堆叠成规定型号电芯，使用铝塑膜对电芯进行顶侧封装，将封装好的电芯置于真空干燥箱中进行烘烤，烘烤后的电芯转移至手套箱内进行注液、预封口，最后对预封口后的电芯进行陈化、热冷压、化成、二封等操作制成叠片式软包锂离子电池，其特征在于所述的正极极片，其表面为沉积有氮化钛的高镍三元正极极片，其制备过程如下：按质量比(95~99)：(0.2~2)：(0.8~3)称取一定质量的高镍三元正极材料粉末、碳纳米管浆液和聚偏氟乙烯粉末，将高镍三元正极材料粉末和聚偏氟乙烯粉末置于真空干燥箱中，...

【技术特征摘要】
1.一种锂电池表面沉积氮化钛的高镍三元正极极片制备方法，该方法使用极片冲切机，将正极极片、负极极片冲切成特定尺寸大小的电芯极片并堆叠成规定型号电芯，使用铝塑膜对电芯进行顶侧封装，将封装好的电芯置于真空干燥箱中进行烘烤，烘烤后的电芯转移至手套箱内进行注液、预封口，最后对预封口后的电芯进行陈化、热冷压、化成、二封等操作制成叠片式软包锂离子电池，其特征在于所述的正极极片，其表面为沉积有氮化钛的高镍三元正极极片，其制备过程如下：按质量比(95~99)：(0.2~2)：(0.8~3)称取一定质量的高镍三元正极材料粉末、碳纳米管浆液和聚偏氟乙烯粉末，将高镍三元正极材料粉末和聚偏氟乙烯粉末置于真空干燥箱中，以100~120℃的温度分别真空烘烤4~12小时备用；将聚偏氟乙烯粉末置于N-甲基吡咯烷酮溶剂中搅拌分散，用25~40转/分钟搅拌速度和800~1600转/分钟分散速度共同搅拌1~3小时得到聚偏氟乙烯胶液；将碳纳米管浆液分散到聚偏氟乙烯胶液中，用25~40转/分钟搅拌速度和800~1600转/分钟分散速度共同搅拌1~3小时。2.然后将高镍三元正极材料粉末加入到聚偏氟乙烯胶液中，并在真空条件下用25~40转/分钟搅拌速度和800~1600转/分钟分散速度共同搅拌2~4小时，得到高镍三元正极浆料；使用层数为1~3层的不锈钢筛网对高镍三元正极浆料进行过筛，然后使用转移式涂布机将过筛后的高镍三元正极浆料涂敷在铝箔的上下表面得到正极极片；将氮化钛纳米粉末分散于去离子水中，在持续搅拌的状态下超声分散5~24小时，配制成浓度为0.1~3.0克/升的氮化钛悬浮液；用超声雾化制备系统将得到的氮化钛悬浮液雾化成小雾滴，并将氮化钛雾滴喷涂于步骤（4）制作的高镍三元正极极片上下表面，喷涂过程中通过加热板对高镍三元正...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪礼训，池毓彬，林应斌，黄志高，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35