一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法，具体包括以下制备流程：将作为活性物质的电解二氧化锰置于烘箱内高温处理；将热处理后的二氧化锰活性材料与导电剂通过球磨机进行初步混合研磨后进行筛选分级；加入粘结剂充分混合并搅拌，调成均匀的糊状物，制备成正极混合物浆料；通过涂布机将正极混合物浆料均匀涂在集流体上，鼓风干燥后，经过双棍轧机压制成型。该大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法，制备的锂－二氧化锰电池输出功率更高，对二氧化锰作为活性物质与导电剂进行混合的过程进行优化，确保二氧化锰活性物质的粒度，提高活性物质的利用率，制备的极片具备优异的大电流放电性能。制备的极片具备优异的大电流放电性能。制备的极片具备优异的大电流放电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法


[0001]本专利技术涉及锂－二氧化锰电池相关
，具体为一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法。

技术介绍

[0002]锂锰电池属于锂一次电池，主要以热处理后的电解二氧化锰为正极，金属锂为负极，电解质通常为固体盐类或溶于有机溶剂的盐类，该电池兼具耐储存以及可以满足长时间极小电流放电的需求的优点，具有相对广泛的应用需求，比如用于计算器、手电筒、手表等常见生活电子用品，以及一些户外定位器等记忆设备的电源均可使用锂锰电池。
[0003]虽然锂锰电池经过多年的发展，已经取得了相当成功而且稳定的制备工艺，但是比如常规的纽扣式锂－二氧化锰电池虽然可以满足长时间极小电流放电的需求，但其大电流放电时电池压降增加，影响电压输出，无法应用于大电流脉冲放电的场景，与其理论极限相比，如今的锂锰电池性能仍有较大的提高空间。
[0004]二氧化锰材料在实际应用中受到低电导率和易溶解的限制，尤其是因为其自身导电率低的缘故，大电流放电性能较差，现有技术通常在二氧化锰作为活性物质时与导电剂进行混合，再加入粘结剂乳液混匀制备浆料，但是在固含量较高时，匀浆时难以充分混合，容易出现浆料粘度较大，或是影响制备后混合材料性能的问题。
[0005]针对上述问题，在原有大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法的基础上进行创新设计。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出锂锰电池因制备等因素大功率放电能力有待进一步提高的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法，所述正电极材料包括活性材料、导电剂和粘结剂，且正电极活性材料为电解二氧化锰，具体包括以下制备流程：
[0008]S1.活性物质热处理
[0009]将作为活性物质的电解二氧化锰置于烘箱内高温处理后，将其取出得到电解二氧化锰活性材料；
[0010]S2.预混合研磨滤筛
[0011]将热处理后的二氧化锰活性材料与导电剂通过球磨机进行初步混合研磨后进行筛选分级，得到研磨混合物；
[0012]S3.混合浆料搅拌
[0013]根据所需电池功率选取相应颗粒度的研磨混合物，加入粘结剂充分混合并搅拌，调成均匀的糊状物，制备成正极混合物浆料；
[0014]S4.涂布成型
[0015]通过涂布机将正极混合物浆料均匀涂在集流体上，鼓风干燥后，经过双棍轧机压制成型，置于烘箱中鼓风烘干即成为锂－二氧化锰电池用正电极。
[0016]优选的，所述正电极材料按照重量百分比计，其中活性物质比例为80％～95％，且导电剂比例为2.5％～10％，并且粘结剂比例为2.5％～10％之间，同时活性物质、导电剂和粘结剂占比之和为100％；
[0017]优选的，所述活性物质、导电剂和粘结剂三者的质量比优选为85:8:7。
[0018]优选的，所述导电剂选自炭黑、乙炔黑或碳基材料的碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。
[0019]优选的，所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈中的一种或多种，根据分级颗粒度选择调整粘稠度，优选为5％～20％的PVDF正极胶或50％～60％的PTFE乳液。
[0020]优选的，所述集流体材质为导电性和热稳定性良好的金属或非金属，且集流体材质具体为铝片、铝网、镍片、泡沫镍、碳纸或碳布中的一种。
[0021]优选的，所述活性物质热处理步骤中电解二氧化锰热处理需要通过在烘箱中350℃～380℃恒温热处理1～25小时，且涂布成型步骤中需要置于温度为90～120℃烘箱中烘干即可，双棍轧机压制成型正极极片的厚度为300～500μm。
[0022]优选的，所述预混合研磨滤筛步骤研磨的二氧化锰和导电剂放在球磨研磨分散均匀后通过200～360目的筛网筛分处理，同时可通过气流粉碎法进一步降低二氧化锰粒度。
[0023]优选的，所述活性物质热处理步骤获取的二氧化锰进行进一步镀银处理，在常温下倒入镀银溶液中搅拌、过滤并洗涤，于90～120℃真空干燥18～30h，制成二氧化锰/银复合材料；
[0024]所述镀银溶液由银盐溶液和弱还原溶液组成，银盐溶液选自可以形成络合物的银盐和络合剂，镀银量为复合材料总重量的2wt％～5wt％。
[0025]优选的，所述活性材料的二氧化锰采用高温硫酸锰溶液电解法制取，选取碳酸锰矿和软锰矿中的一种作为原料，经高温电解后制得粗产品，再经处理包括剥离、粉碎、洗涤、中和与干燥过程制得合格晶。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法，
[0027]1、制备的锂－二氧化锰电池输出功率更高，这对于小型用电器来说，就意味着可节省电源空间和减轻重量，即使经过长期的放电，它仍保持稳定的工作电压，这大大地改善了用电器的可靠耐用性，进行了研磨筛分的合适的二氧化锰活性物质粒度有助于获得更好的薄型二氧化锰电极，满足长时间极小电流放电的需求的同时，提高电池的大电流输出性能；
[0028]2、在制备过程中，对二氧化锰作为活性物质与导电剂进行混合的过程进行优化，在加入粘结剂之前对活性物质和导电剂进行预混合研磨滤筛，确保二氧化锰活性物质的粒度，搭配相应粒度的导电剂材料，在加入粘结剂时减少团聚现象，在保持固含量的同时保证浆料的充分混合，增加了导电剂例粒子与二氧化锰活性物质接触的机会，降低电机的欧姆内阻，促进极片导电网络形成，提高活性物质的利用率，制备的极片具备优异的大电流放电性能，同时整体制备方法工艺简单，无需对现有的生产工艺装置进行大幅度调整，有利于工
业化生产。
附图说明
[0029]图1为本专利技术制备方法流程示意图；
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]请参阅图1，本专利技术提供以下技术方案：
[0032]实施例1
[0033]一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法，正电极材料包括活性材料、导电剂和粘结剂，且正电极活性材料为电解二氧化锰，具体包括以下制备流程：
[0034]S1.活性物质热处理
[0035]将作为活性物质的电解二氧化锰置于烘箱中370℃恒温热处理20小时后，将其取出得到电解二氧化锰活性材料；
[0036]S2.预混合研磨滤筛
[0037]将热处理后的二氧化锰活性材料与导电剂通过球磨机进行初步混合研磨，导电剂为炭黑；
[0038]放在球磨研磨分散均匀后通过230目的筛网筛分处理，得到研磨混合物；
[0039]S3.混合浆料搅拌...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法，其特征在于：所述正电极材料包括活性材料、导电剂和粘结剂，且正电极活性材料为电解二氧化锰，具体包括以下制备流程：S1.活性物质热处理将作为活性物质的电解二氧化锰置于烘箱内高温处理后，将其取出得到电解二氧化锰活性材料；S2.预混合研磨滤筛将热处理后的二氧化锰活性材料与导电剂通过球磨机进行初步混合研磨后进行筛选分级，得到研磨混合物；S3.混合浆料搅拌根据所需电池功率选取相应颗粒度的研磨混合物，加入粘结剂充分混合并搅拌，调成均匀的糊状物，制备成正极混合物浆料；S4.涂布成型通过涂布机将正极混合物浆料均匀涂在集流体上，鼓风干燥后，经过双棍轧机压制成型，置于烘箱中鼓风烘干即成为锂－二氧化锰电池用正电极。2.根据权利要求1所述的一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法，其特征在于：所述正电极材料按照重量百分比计，其中活性物质比例为80％～95％，且导电剂比例为2.5％～10％，并且粘结剂比例为2.5％～10％之间，同时活性物质、导电剂和粘结剂占比之和为100％；所述活性物质与导电剂按照10∶0.5～10∶1.5的比例混合。3.根据权利要求2所述的一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法，其特征在于：所述活性物质、导电剂和粘结剂三者的质量比优选为85:8:7。4.根据权利要求2所述的一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法，其特征在于：所述导电剂选自炭黑、乙炔黑或碳基材料的碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的一种大功率锂－二氧化锰电池用正电极的制备方法，其特征在于：所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈中的一种或多种，根据分级颗粒度选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝德洪，
申请(专利权)人：湖北艾超特新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：