当前位置: 首页 > 专利查询>清华大学专利>正文

锂离子电池正极的制备方法技术

技术编号:8684406 阅读:126 留言:0更新日期:2013-05-09 04:12
一种锂离子电池正极的制备方法,包括以下步骤:制备一碳纳米管原料;提供锂离子电池正极活性材料及一溶剂;将该碳纳米管原料和正极活性材料加入至所述溶剂中,并超声分散一段时间,使该碳纳米管原料和正极活性材料相互混合形成一混合物;以及将该混合物从溶剂中分离,干燥该混合物后,形成锂离子电池正极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种,尤其涉及一种无需粘结剂的。
技术介绍
锂离子电池是一种新型的绿色化学电源,与传统的镍镉电池、镍氢电池相比具有电压高、寿命长、能量密度大的优点。自1990年日本索尼公司推出第一代锂离子电池后,它已经得到迅速发展并广泛用于各种便携式设备。锂离子电池正极一般包括正极材料和导电颗粒。正极材料主要由正极活性材料构成。正极活性材料一般选用嵌入化合物,常见的有氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂等,其他的正极材料的活性物质还包括铁的氧化物,其他金属氧化物等。导电颗粒一般为导电性良好的颗粒,石墨、乙炔黑和碳纤维具有导电性好、密度小、结构稳定以及化学性质稳定等特性,常被用作锂离子电池正极材料的导电剂。锂离子电池正极的结构有两种,一种是将正极材料和导电颗粒形成一固定形状后直接作为锂离子电池正极,一种是将正极材料和导电颗粒涂敷或固定于一集流体上制得。无论是哪种结构的锂离子电池正极,由于锂离子电池正极活性材料和导电颗粒均为无粘性的粉末,在将其形成固定形状或者涂覆固定于集流体上时,均需要粘结剂将锂离子电池正极粉末和导电颗粒粘合于一体,从而形成具有固定形状的锂离子电池正极。所述粘合剂通常为有机材料,包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)或丁苯橡胶(SBR)等。粘结剂在锂离子电池正极中所占的重量比一般为10%左右。由于这些粘结剂材料不具备导电性,粘合剂的加入影响了锂离子电池正极的导电性能,而且,粘合剂在锂离子电池正极中占有一定的体积和重量,使锂离子电池正极的比容量降低。
技术实现思路
因此,确有必要提供一种无需粘结剂的。一种,包括以下步骤:制备一碳纳米管原料;提供锂离子电池正极活性材料及一溶剂;将该碳纳米管原料和正极活性材料加入至所述溶剂中,并超声分散一段时间,使该碳纳米管原料和正极活性材料相互混合形成一混合物;将该混合物从溶剂中分离,干燥该混合物后,形成锂离子电池正极。相较于现有技术,本专利技术所提供的无需添加粘结剂,因此,所制备的锂离子电池正极由锂离子电池正极活性材料和碳纳米管组成,锂离子电池正极活性材料的比重较高;由于锂离子电池正极活性材料之间没有绝缘物质的阻隔,锂离子电池正极整体的导电性也会相应得到提高;且本专利技术所提供的操作简单,成本较低。附图说明图1为本专利技术提供的流程图。图2为本专利技术提供的锂离子电池正极制备方法中所采用的碳纳米管原料中碳纳米管的透射电镜照片。图3为本专利技术提供的过程中,形成的混合物沉淀于溶剂中的照片。图4为对比试验中将炭黑和锂离子电池正极活性材料混合后并静置5小时后的照片。图5为本专利技术所提供的锂离子电池正极截面的扫描电镜照片。图6为图5的结构示意图。图7为本专利技术所提供的锂离子电池正极与对比试验提供的含有粘结剂的锂离子电池正极的应力应变曲线对比图。主要元件符号说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池正极的制备方法,包括以下步骤:制备一碳纳米管原料;提供锂离子电池正极活性材料及一溶剂;将该碳纳米管原料和正极活性材料加入至所述溶剂中,并超声分散一段时间,使该碳纳米管原料和正极活性材料相互混合形成一混合物;以及将该混合物从溶剂中分离,干燥该混合物后,形成锂离子电池正极。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极的制备方法,包括以下步骤: 制备一碳纳米管原料; 提供锂离子电池正极活性材料及一溶剂; 将该碳纳米管原料和正极活性材料加入至所述溶剂中,并超声分散一段时间,使该碳纳米管原料和正极活性材料相互混合形成一混合物;以及 将该混合物从溶剂中分离,干燥该混合物后,形成锂离子电池正极。2.按权利要求1所述的锂离子电池正极的制备方法,其特征在于,所述碳纳米管原料的制备方法为:制备一碳纳米管阵列于一基底;将该碳纳米管阵列从该基底上刮下获得碳纳米管原料。3.按权利要求2所述的锂离子电池正极的制备方法,其特征在于,直接将该碳纳米管阵列刮入至所述溶剂中。4.按权利要求2所述的锂离子电池正极的制备方法,其特征在于,所述碳纳米管阵列的制备方法包括化学气相沉积法、电弧放电制备方法和气溶胶制备方法。5.按权利要求2所述的锂离子电池正极的制备方法,其特征在于,所述碳纳米管阵列的制备方法包括以下步骤: 提供一平整生长基底; 在该生长基底表面均勻形成一催化剂层; 将上述形成有催化剂层的生长基底在700°C ^900°C的空气中退火30分钟 90分钟;以及 将处理过的生长基底置于反应炉中,在保护气体环境下加热到500°C 740°C,然后通入碳源气体反应5分钟 30分钟,生长得到一碳纳米管阵列。6.按权利要求1所述的锂离子电池正极的制备方法,其特征在于,所述溶剂包括乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷酮及水中的一种或几种。7.按权利要求6所述的锂离子电池正极的制备方法,其特征在于,所述超声的功率为400瓦至1500瓦。8.按权利要求1所述的锂离子电池正极的制备方法,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:王佳平罗姝姜开利范守善
申请(专利权)人:清华大学鸿富锦精密工业深圳有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1