[发明专利]一种粉体压实密度的设计方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种粉体压实密度的设计方法。

背景技术

二次电池，如锂离子电池、碱性二次电池，广泛应用于3C产品，也即个人电脑、移动电话和诸如便携式CD机、PDA之类的个人无线电子设备中。二次电池一般包括外壳、电解液、正极极片、负极极片和隔膜，隔膜位于正极极片和负极极片之间。正极极片包括正极导电基体和负载在正极导电基体上的正极材料，负极极片包括负极导电基体和负载在负极导电基体上的负极材料。正极极片的制作方法一般包括将粉体形式的正极材料与溶剂混合制成正极浆料，将正极浆料涂覆和/或填充在正极导电基体上，干燥并压实，负极极片的制作方法与正极极片的制作方法大致相同，只是先使用粉体形式的负极材料制成负极浆料。

随着3C产品的不断更新换代，对电池容量的要求也越来越高，因此这些电池必须不断提升电池容量。一般情况下可以提高正负极材料的压实密度来提高单位体积的电池极片的正负极材料的量，从而提高电池容量。但是当正负极材料的压实密度达到一个限值时，如果继续提高压实密度，则会对电池的其它性能如大电流放电性能产生不利影响。因此需要确定最佳的压实密度，目前常用的电池正极负极材料的压实密度的设计方法一般包括分别对正极负极材料选取多个不同的压实密度制成正负极片，然后进行正交实验制作成成品电池；对电池各项性能如电池容量、大电流放电性能进行测定，得出最佳压实密度。该方法需要进行正交实验制成成品电池并对电池的各项性能进行测定，因此步骤繁琐而且需要较长的时间才能确定最佳压实密度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的粉体压实密度的设计方法步骤繁琐而且需要较长的时间才能确定最佳压实密度的缺点，提供一种步骤简单并且可以快速确定最佳压实密度的粉体压实密度的设计方法。

本发明提供了一种粉体压实密度的设计方法，该方法包括将粉体制备成压实密度不同的多个样品，并确定最佳的压实密度，其中，确定最佳的压实密度的方法包括将参与电化学反应的溶剂分别加在所述样品的表面，分别记录所述溶剂完全扩散的扩散时间；分别以扩散时间和压实密度为Y轴和X轴，或者分别以扩散时间和压实密度为X轴和Y轴，得到扩散时间-压实密度曲线，该扩散时间-压实密度曲线上斜率突变的点所对应的压实密度为最佳的压实密度，加在不同样品表面的参与电化学反应的溶剂的量相同。

本发明提供的粉体压实密度的设计方法只需要制备压实密度不同的多个样品，在确定电池正负极材料的最佳压实密度时不需要制成成品电池，也不需要测定成品电池的各项性能，因此步骤简单，可以快速确定最佳的压实密度。从实施例1的结果可以看出，本发明的方法确定的最佳压实密度非常准确。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的正极材料的扩散时间-压实密度曲线；

图2为本发明实施例1得到的负极材料的扩散时间-压实密度曲线。

具体实施方式

本发明提供的粉体压实密度的设计方法包括将粉体制备成压实密度不同的多个样品，并确定最佳的压实密度，其中，确定最佳的压实密度的方法包括将参与电化学反应的溶剂分别加在所述样品的表面，分别记录所述溶剂完全扩散的扩散时间；分别以扩散时间和压实密度为Y轴和X轴，或者分别以扩散时间和压实密度为X轴和Y轴，得到扩散时间-压实密度曲线，该扩散时间-压实密度曲线上斜率突变的点所对应的压实密度为最佳的压实密度，加在不同样品表面的参与电化学反应的溶剂的量相同。

本发明提供的粉体压实密度的设计方法适用于确定各种参与电化学反应的粉体的最佳压实密度，尤其适用于确定各种电池的粉体形式的正负极材料的最佳压实密度。本发明中，压实密度是指经过压实后单位体积内粉体的质量。

所述粉体优选为各种电池的粉体形式的正负极材料，例如锂离子电池的正负极材料，碱性二次电池的正负极材料。所述碱性二次电池的例子包括镍氢电池和镍镉电池。其中，锂离子电池、镍氢电池和镍镉电池各自的正负极材料的种类已为本领域技术人员所公知。

例如，镍氢电池和镍镉电池的负极材料包括主组分和粘合剂，镍镉电池的负极材料主组分为镉的单质、氧化物和氢氧化物中的一种或几种，镍氢电池的负极材料主组分为储氢合金。所述粘合剂可以选自羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚四氟乙烯中一种或几种，粘合剂的含量为主组分的0.01-5重量％，优选为0.02-3重量％。