[发明专利]电池正极片的制作方法及制作的正极片以及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极极片的制作方法，及使用该方法制作的电池正极极片，以及包括该正极极片的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池分为液锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)，液态锂离子电池自1990年开发成功以来，由于它具有比能量高、具有高能量密度、工作电压高、应用温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无污染、重量轻、安全性能好等独特的优势，使用领域极其广泛，如移动电话、无线设备、笔记本、仪器仪表、报警、玩具、摇控、航天、航空、航海、摄像机、计算机、通讯、电动设备、游戏机、家用电器等等。

锂离子二次电池的制造工艺中需要使用合适的粘结剂来完成电极的制造，粘结剂在电池中主要用以将活性物质与电极集流体互相粘合在一起。目前，锂离子二次电池电极大都采用聚偏二氟乙烯(PVDF)作为粘合剂，用有机溶剂如N-二甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)等作为PVDF的溶剂，采用有机系拉浆制片工艺制造电池的正极极片。在粘结剂中需要用到昂贵且具有腐蚀性的有机溶剂如NMP、DMP、DMSO等，使用量大，生产成本高，加热除去溶剂时，对空气造成污染。

CN1532984A中公开了一种制备锂离子二次电池的方法，该方法采用了水溶性粘结剂和增粘剂将活性物质、导电剂与电极集流体粘合在一起，该水溶性粘结剂的成分为聚四氟乙烯PTFE或丁苯橡胶SBR的其中一种或其混合物，用量为活性物质的0.5-15重量％，该增粘剂为甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)和羟丙基纤维素(HPC)的其中之一或其混合物，用量为活性物质的0.2-10重量％。使用该水溶性粘结剂以及增粘剂可以使锂离子二次电池的制造成本降低，并且无污染。但含有PTFE的该水系粘结剂水成为混合乳浊液后，在极片进行烘干时，其中的水并不能完全去除干净，导致这些水分在电池循环过程中慢慢与电池中电解液进行反应产生气体，导致电池发鼓，影响电池的使用性能。该水系粘结剂中的SBR在高电压下会发生氧化，也会影响电池的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述粘结剂导致电池发鼓、影响电池使用性能的缺点，提供一种制作电池正极极片的方法能使由其得到的电池稳定性强、电性能好。本发明的另一个目的是采用该制作方法制作的电池正极极片。本发明还有一个目的是提供一种包括上述电池正极极片的电池。

本发明提供了一种锂离子电池正极极片的制作方法，该制作方法包括：(1)将粘结剂加入水中溶解；(2)然后将正极活性物质加入到上述配好的粘结剂中混合，配成浆料；(3)将所述配好的浆料涂布到集流体上，然后经烘片、压片、裁片得到锂离子电池的正极极片，其中，所述粘结剂选自羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素或羟丙基纤维素中的一种或几种，该粘结剂的用量为正极活性物质的0.8-3重量％。

本发明还提供了一种由上述制作方法所制作的电池正极极片。

本发明还提供了一种包括上述正极极片的锂离子二次电池。

由本发明的方法制作的正极极片，并由其得到的电池稳定性好，长期使用后变形较小，不易产生发鼓而影响电池性能，具有高安全和良好的循环特性，使电池的综合电性能优异，同时降低了成本，对环境没有污染。

具体实施方式

本发明提供的锂离子电池正极极片的制作方法包括：(1)将粘结剂加入水中溶解；(2)然后将正极活性物质加入到上述配好的粘结剂中混合，配成浆料；(3)将所述配好的浆料涂布到集流体上，然后经烘片、压片、裁片得到锂离子电池的正极极片，所述粘结剂选自羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素或羟丙基纤维素中的一种或几种，该粘结剂的用量为正极活性物质的0.8-3重量％。

在本发明优选的实施方式中，所述粘结剂为羧甲基纤维素钠，该羧甲基纤维素钠是一种阳离子型线性高分子物质，结构式由下式表示：

该羧甲基纤维素钠的分子量为50,000-1,000,000，优选为100,000-700,000。