电极极片的制备方法、电池的制备方法、电极极片及电池技术

本发明专利技术公开了一种电极极片的制备方法、电池的制备方法、电极极片及电池，属于二次锂离子电池技术领域，包括制备正极极片和负极极片；制备正极极片的过程为：S1101、将正极粘结剂加热溶解于NMP溶剂中；S1102、在正极胶中加入导电剂；S1103、在浆料中加入正极材料；S1104、涂覆正极；S1105、将正极极片通过反应槽，反应槽中放入导电剂悬浮液；制备负极极片的过程为：S1201、将负极粘结剂加热溶解于NMP溶剂中；S1202、在负极胶中加入导电剂；S1203、在浆料中加入正极材料；S1204、涂覆负极；S1205、将负极极片通过反应槽中，反应槽中放入导电剂悬浮液。导电剂悬浮液。导电剂悬浮液。

【技术实现步骤摘要】
电极极片的制备方法、电池的制备方法、电极极片及电池


[0001]本专利技术属于二次锂离子电池
，具体涉及一种电极极片的制备方法、电池的制备方法、电极极片及电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池具有比能量大、自放电小、比功率高、循环特性好以及可快速充电、工作温度范围宽、效率高、无环境污染等优点，近年来在便携式电子设备、大规模储能设备、电动汽车等领域得到普遍应用。
[0003]随着混合电动汽车的发展，兼具高能量密度和高功率密度的储能器件引起了广泛的关注，这是因为锂离子电池的低比功率特性和超级电容器的低比能量特性均不能满足当前电动设备的需要。提高锂离子电池的功率性能，是目前动力电池急需解决的问题，同时具有重要的价值和实际意义。
[0004]目前高功率电池提升倍率性能主要从电池结构和电化学体系两个方面开展。从电池结构方面主要从电极的涂布方式、压实密度、电芯的卷绕方式等方面提升电池的倍率性能；电化学体系方面主要通过掺杂石墨烯、电容炭等高导电性活性材料，改变正负极浆料配比制备锂离子电容器，从而提升电池的倍率性能。
[0005]增加高功率电池电极极片导电性时提高电池倍率性能的最重要手段，目前增加电极极片导电性的方法主要是在导电浆料中添加导电剂的种类及用量，但是，由于导电剂的疏水特性，其与粘结剂的结合能力强于正负极主材，导致正负极涂布烘干过程中，导电剂极易团聚，导电剂分布不均匀会严重影响其倍率性能的发挥，因此，需要在其他方面提升电池功率性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术存在的不足，提出一种电极极片的制备方法、电池的制备方法、电极极片及电池，通过采用浸渍法，将涂布完成后的电极极片放入含有导电剂的悬浮液中，取出后烘干溶剂，这样可以在电极表面及内部形成均匀连续的导电层，可以有效的增加电极的导电性，提升电池的大倍率放电性能。
[0007]本专利技术的第一目的是提供一种电极极片的制备方法，包括制备正极极片和负极极片；其中：
[0008]制备正极极片的过程为：
[0009]S1101、将正极粘结剂按照5％～10％的比例加热溶解于NMP溶剂中，加热温度为50℃～80℃，制备正极胶；
[0010]S1102、在正极胶中按照2％～15％的比例加入导电剂，搅拌至少2h；搅拌温度为25℃～60℃，制备导电剂和离子导电剂浆料；
[0011]S1103、在上述浆料中按照70％～95％的比例加入正极材料，搅拌至少12h，搅拌温度为25℃～60℃，制备正极浆料；
[0012]S1104、使用涂布设备，按照一定的涂覆量涂覆正极，涂布速度为3m/min～10m/min，烘干温度为85℃～130℃，制备正极极片P1；
[0013]S1105、将正极极片按照一定的速度通过反应槽中，反应槽中放入油系导电剂悬浮液或者水系导电剂悬浮液，电极浸润后在85℃～130℃的温度下烘干，制备正极极片P2；
[0014]制备负极极片的过程为：
[0015]S1201、将负极粘结剂按照5％～10％的比例加热溶解于NMP溶剂中，加热温度为50℃～80℃，制备负极胶；
[0016]S1202、在负极胶中按照2％～15％的比例加入导电剂，搅拌至少2h；搅拌温度为25℃～60℃，制备导电剂和离子导电剂浆料；
[0017]S1203、在上述浆料中按照70％～95％的比例加入正极材料，搅拌至少12h，搅拌温度为25℃～60℃，制备负极浆料；
[0018]S1204、使用涂布设备，按照一定的涂覆量涂覆负极，涂布速度为3m/min～10m/min，烘干温度为85℃～130℃，制备负极极片N1；
[0019]S1205、将负极极片按照一定的速度通过反应槽中，反应槽中放入油系导电剂悬浮液或者水系导电剂悬浮液，电极浸润后在85℃～130℃的温度下烘干，制备负极极片N2。
[0020]优选地：所述正极粘结剂为聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯
‑
六氟丙烯中的一种或者多种组合。
[0021]优选地：所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、气相生长碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种组合。
[0022]优选地：所述正极材料为层状LiCoO2、LiNiO2和LiNi
x
Co1‑
x
O2、三元LiNi
1/3
Mn
1/3
Co
1/3
O2和LiNi
0.85
Co
0.1
Al
0.05
O2、尖晶石LiMn2O4、5V尖晶石LiNi
0.5
Mn
1.5
O4、磷酸盐LiMPO4(M＝Fe、Mn)以及富锂锰基正极材料Li[Li
x
(MnM)1‑
x
]O2(M＝Ni、Co、Fe)中的一种或多种组合，添加比例、为80％
‑
95％。
[0023]优选地：油系导电悬浮液为PEDOT油系悬浮液、NMP系多壁CNT悬浮液、NMP系单壁CNT悬浮液、NMP系石墨烯悬浮液中的一种或多种组合，所述油系悬浮液的导电剂含量为2％～10％。
[0024]优选地：水系导电悬浮液为PEDOT水系悬浮液、水系多壁CNT悬浮液、水系单壁CNT悬浮液、水系石墨烯悬浮液中的一种或多种组合，所述水系悬浮液的导电剂含量为2％～10％。
[0025]本专利技术的第二目的是提供一种电池的制备方法，至少包括：
[0026]S101、基于上述电极极片的制备方法制备电极极片；
[0027]S102、将烘干的正极极片辊压、分切制备正极极片；将烘干的负极极片辊压、分切制备负极极片；
[0028]S103、使用隔膜将正极极片包覆，按照电池的容量、采用正负极交替放置的方法制备电芯；
[0029]S104、使用铝塑膜将电芯封装，注入相应的高功率电解液，通过真空封装制备电池。
[0030]本专利技术的第三目的是提供一种电极极片，由上述电极极片的制备方法制备得到。
[0031]本专利技术的第四目的是提供一种电池，由上述电池的制备方法制备得到。
[0032]本申请的有益效果是：
[0033]本专利技术通过采用浸渍法，将涂布完成后的电极极片放入含有导电剂的悬浮液中，取出后烘干溶剂，这样可以在电极表面及内部形成均匀连续的导电层，可以有效的增加电极的导电性，提升电池的大倍率放电性能。
[0034]本专利技术的技术方案具有普适性，导电剂悬浮液可以制备油系和水系两种，针对不同的正负极材料都可以使用，增加了高功率电极制备的多样性。
[0035]本专利技术的技术方案可以减少由于烘干速率导致的导电剂材料分布不均匀的问题，进一步提升电极导电性。
[0036]综上所述，本专利技术通过浸渍法在电极表面及内部形成均匀连续的导电层，从而增加电池的功率性能。该方法具有简单高效，易于扩大生产，普适性高，可持续性好的优点。制备的电极极片具有较高的离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极极片的制备方法，其特征在于，包括制备正极极片和负极极片；其中：制备正极极片的过程为：S1101、将正极粘结剂按照5％～10％的比例加热溶解于NMP溶剂中，加热温度为50℃～80℃，制备正极胶；S1102、在正极胶中按照2％～15％的比例加入导电剂，搅拌至少2h；搅拌温度为25℃～60℃，制备导电剂和离子导电剂浆料；S1103、在上述浆料中按照70％～95％的比例加入正极材料，搅拌至少12h，搅拌温度为25℃～60℃，制备正极浆料；S1104、使用涂布设备，按照一定的涂覆量涂覆正极，涂布速度为3m/min～10m/min，烘干温度为85℃～130℃，制备正极极片P1；S1105、将正极极片按照一定的速度通过反应槽中，反应槽中放入油系导电剂悬浮液或者水系导电剂悬浮液，电极浸润后在85℃～130℃的温度下烘干，制备正极极片P2；制备负极极片的过程为：S1201、将负极粘结剂按照5％～10％的比例加热溶解于NMP溶剂中，加热温度为50℃～80℃，制备负极胶；S1202、在负极胶中按照2％～15％的比例加入导电剂，搅拌至少2h；搅拌温度为25℃～60℃，制备导电剂和离子导电剂浆料；S1203、在上述浆料中按照70％～95％的比例加入正极材料，搅拌至少12h，搅拌温度为25℃～60℃，制备负极浆料；S1204、使用涂布设备，按照一定的涂覆量涂覆负极，涂布速度为3m/min～10m/min，烘干温度为85℃～130℃，制备负极极片N1；S1205、将负极极片按照一定的速度通过反应槽中，反应槽中放入油系导电剂悬浮液或者水系导电剂悬浮液，电极浸润后在85℃～130℃的温度下烘干，制备负极极片N2。2.根据权利要求1所述电极极片的制备方法，其特征在于：所述正极粘结剂为聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯
‑
六氟丙烯中的一种或者多种组合。3.根据权利要求1所述电极极片的制备方法，其特征在于：所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、气相生长碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述电极极片的制备方法，其特征在于：所述正极材料为层...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜建国，张健，张俊洋，杨彩玲，周凌，金圣琪，王炜娜，罗广求，
申请(专利权)人：天津空间电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：