一种正极极片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及电池制备技术领域，公开了一种正极极片，包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体表面的正极浆料；所述正极浆料包括质量比为(90

【技术实现步骤摘要】
一种正极极片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电池制备
，特别是涉及一种正极极片及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]受全球能源危机的影响，开发新能源已经成为世界各国的重要任务，而高性能高安全的电池研制更是研制的重点，作为表征高性能高安全电池性能的重要手段之一，纽扣电池的应用为全电池新材料开发、电池设计、电池初期生产试制等提供了快速精确的分析结果，越来越受到研发人员的重视，所以对纽扣电池的制作、组装的一致性要求更严格，且测试中首次充放电效率的高低代表不同材料选择的基本性能参数。
[0003]正极纽扣电池的制作涉及到的材料有镍钴锰正极材料、铝箔、导电剂、粘结剂、溶剂NMP、锂片、电解液、隔膜、正极电池壳、负极电池壳、弹片、垫片等。其中铝箔材的种类和正极材料、导电剂、粘结剂、NMP之间的配比对制作纽扣电池的一致性、容量、充放电效率有本质性的影响。目前涂炭箔材就是把粘合剂和导电材料涂覆在铝或者铜集流体上，用来降低电池阻抗、增强涂层粘结强度，减少粘结剂、导电剂的使用量，提高电池循环寿命以及集流体的抗氧化能力的一种复合箔材。
[0004]目前提高纽扣电池、组装的一致性的方案是采用半自动化或全自动化的扣电制作前处理设备替代人工操作，尽量避免人员操作差异造成纽扣电池一致性差的问题，但纽扣电池前处理设备成本较高。提高电池首次充放电效率的方案有补锂剂的加入、补锂极片的制作等，其补锂常见缺点和难点是常见大多数富锂化合物在空气中不太稳定；而基于转化反应的纳米复合材料在脱锂后会形成非活性的残留物，降低电池的能量密度；二元锂化物在脱锂后虽然无残留，但其释放的气体如氧气、氮气等，会对电池造成容量衰减和安全问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种正极极片及其制备方法，以解决现有技术存在的纽扣电池制作成本高、补锂技术化合物不稳定，生成物影响电池综合性能的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种正极极片，包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体表面的正极浆料；
[0008]所述正极浆料包括质量比为(90
‑
95):(3
‑
5):(3
‑
5)的正极活性材料、导电剂和粘结剂。
[0009]优选的，在上述正极极片中，所述正极活性材料、所述导电剂和所述粘结剂的质量比为92:4:4。
[0010]优选的，在上述正极极片中，所述正极活性材料选自镍钴锰酸锂；
[0011]和/或所述导电剂选自导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、石墨中的任意一种或几种；
[0012]和/或所述粘结剂选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶中的任意一种或几种。
[0013]优选的，在上述正极极片中，所述正极集流体为涂炭铝箔，且所述涂炭铝箔的厚度为12μm。
[0014]本专利技术还提供了一种上述正极极片的制备方法，包括以下步骤：
[0015](1)匀浆：按比例称量正极活性材料、导电剂和粘结剂，混合后搅拌、匀浆，得到浆料，备用；
[0016](2)涂布及烘烤：将所述浆料涂布在涂炭铝箔上，在90
‑
120℃干燥30min后冲切多个极片，称量极片质量是否为16.00
‑
17.00mg，若合格，则将极片再次置于90
‑
120℃的条件下干燥12h以上，若不合格，则重新进行涂布直至合格，并对烘干后的涂炭铝箔进行面电阻测试；
[0017](3)辊压及挑片：将烘干后的极片冷却后进行辊压、挑片，得到正极极片。
[0018]优选的，在上述正极极片的制备方法中，步骤(3)中所述辊压至极片厚度为54
‑
60μm。
[0019]优选的，在上述正极极片的制备方法中，所述挑片包括：将辊压后的极片冲切成极片，称量挑选16.00
‑
17.00mg的极片若干个，并记录重量m1、m2、m3...m
n
，在极片周边裁取若干片空白铝箔片，记录质量M1、M2、M3...M
n
，并计算平均值M0＝(M1+M2+M3+...+M
n
)/n，分别计算上述极片上正极活性材料的质量m
01
、m
02
、m
03
...m
0n
，计算公式为m
0n
＝(m
n
‑
M0)*b，其中b＝0.90
‑
0.95。
[0020]另外，本专利技术还提供了一种扣式半电池，包括上述的正极极片，和/或上述方法制备得到的正极极片。
[0021]以及提供了一种扣式半电池的制备方法，包括以下步骤：
[0022](1)将电池壳经清洗、烘干后转移至手套箱中，备用；
[0023](2)将隔膜夹在称量纸中间，冲切成小片，在40
‑
60℃烘烤6h以上，转移至手套箱中，备用；
[0024](3)按照负极壳
→
密封圈
→
弹片
→
垫片
→
锂片
→
隔膜
→
电解液
→
正极片
→
正极壳
→
封装的顺序组装，得到扣式半电池。
[0025]优选的，在上述扣式半电池的制备方法中，还包括以下步骤：
[0026](4)对所述扣式半电池进行扣电测试。
[0027]本专利技术提供了一种正极极片及其制备方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
[0028]本专利技术通过采用涂炭铝箔以及变更现有浆料材料的比例，降低了电池的内阻，并进一步提高了电池首次充放电效率及容量；另外由于涂炭铝箔厚度为1μm，箔材一致性更好，提高了纽扣电池的一致性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例中扣式半电池的EIS测试对比图。
具体实施方式
[0031]下面将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。
[0032]本专利技术实施例提供了一种正极极片，包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体表面的正极浆料；所述正极浆料包括质量比为(90
‑
95):(3
‑
5):(3
‑
5)的正极活性材料、导电剂和粘结剂。
[0033]在本专利技术的一些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极极片，其特征在于，包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体表面的正极浆料；所述正极浆料包括质量比为(90
‑
95):(3
‑
5):(3
‑
5)的正极活性材料、导电剂和粘结剂。2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料、所述导电剂和所述粘结剂的质量比为92:4:4。3.根据权利要求1或2所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料选自镍钴锰酸锂；和/或所述导电剂选自导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、石墨中的任意一种或几种；和/或所述粘结剂选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶中的任意一种或几种。4.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极集流体为涂炭铝箔，且所述涂炭铝箔的厚度为12μm。5.一种权利要求1
‑
4任一项所述的正极极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)匀浆：按比例称量正极活性材料、导电剂和粘结剂，混合后搅拌、匀浆，得到浆料，备用；(2)涂布及烘烤：将所述浆料涂布在涂炭铝箔上，在90
‑
120℃干燥30min后冲切多个φ12mm极片，称量极片质量是否为16.00
‑
17.00mg，若合格，则将极片再次置于90
‑
120℃的条件下干燥12h以上，若不合格，则重新进行涂布直至合格，并对烘干后的涂炭铝箔进行面电阻测试；(3)辊压及挑片：将烘干后的极片冷却后进行辊压、挑片，得到正极极片。6.根据权利要求5所述的正极极片的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述辊压至极片厚度为54
‑
60μm。7.根据权利要求5所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述挑片包括：将辊压后的极片冲切成φ12mm极片...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗德桢，李德，纪日新，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技马鞍山有限公司，
类型：发明
国别省市：