[发明专利]一种电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电极的制备方法。

背景技术

为了预防锂离子电池充放电时的内部短路，传统的方法是在正负极之间设置隔膜，作为介电层隔离正负极。然而如果外来的导电物质例如金属微粒被混合到和联接到隔膜内，就会导致内部短路，有可能导致电池过热或点燃。

为了避免这种现象导致的不安全因素，于是出现了HRL(Heat ResistanceLayer)技术，即抗热层技术。HRL技术就是在极片表面形成一层绝缘性的金属氧化物的抗热层，作为新的介电层。HRL的多孔性可以确保它不会干涉锂离子的移动。由于抗热层的存在，即使铁或镍微粒，或其它导电的外物被混入和渗透到隔膜，其短路的区域不会增加也不会有异常热。即使隔膜因过热而熔化，其覆盖整个电极的介电层(即抗热层)可承受到1000℃的温度或更高，可以再一次避免电极间的短路。

但是现有的抗热层的膜厚不均匀，电子、离子转移扩散进程不一致；一旦电池发生内部短路现象，会影响抗热层效力的发挥，进而电池的安全性能受到影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，抗热层膜厚不均、电池安全性能差的问题，从而提供了一种抗热层膜厚均匀、电池安全性能好的电极的制备方法。

一种电极的制备方法，包括在集电体上形成活性物质层，然后在活性物质层上形成抗热层；所述抗热层的形成方法为：

(1)将纳米三氧化二铝、添加剂和分散剂混合，再加入粘结剂并超声分散，制成抗热层浆料；所述添加剂为多元脂肪酮；

(2)将抗热层浆料涂覆到活性物质层上，并干燥。

本发明所提供的制备方法制备出的电极，其抗热层膜层厚度均匀，各部分电子、离子转移扩散进程一致；当电池发生内部短路现象，可以有效发挥抗热层的效力，确保电池安全。

附图说明

图1是本发明实施例1的抗热层的SEM图。

图2是本发明对比例1的抗热层的SEM图。

具体实施方式

一种电极的制备方法，包括在集电体上形成活性物质层，然后在活性物质层上形成抗热层；所述抗热层的形成方法为：

(1)将纳米三氧化二铝、添加剂和分散剂混合，再加入粘结剂并超声分散，制成抗热层浆料；所述添加剂为多元脂肪酮；

(2)将抗热层浆料涂覆到活性物质层上，并干燥。

其中，形成活性物质层的方法为本领域技术人员所公知的，在此不作赘述。

在抗热层形成过程中，为了使抗热层更加均匀性能更好，本发明优选纳米三氧化二铝的中值粒径D₅₀为550～600nm。

本发明的添加剂为多元脂肪酮，不含羧基基团，制成的浆料成浆好。这是因为羧基(-COOH)一般显弱酸性，不利于浆料成浆。

本发明优选添加剂的分子量为200～3000。

本发明的添加剂更优选具有如下通式的三元酮：

其中，R₁选自五元至八元环烷基中一种，R₂选自C₁₂～C₁₈的链状烷基中一种。

上述结构的添加剂，其碳环类似头部，羰基类似触角，R₂的支链类似尾部。由于其特殊的结构，头部与触角可以更好与三氧化二铝接触，尾部形成扩展区域，避免纳米三氧化二铝的团聚，使三氧化二铝更加均匀稳定分散在抗热层浆料中。

优选地，本发明的添加剂与纳米三氧化二铝的质量比为1∶2～1∶20。

本发明的分散剂为本领域技术人员所公知的，只要满足易挥发，同PVDF与添加剂匹配性好的有机溶剂。例如可以选用N-甲基吡咯烷酮、丙酮、无水酒精等。

本发明的粘结剂亦为本领域技术人员所公知的，例如聚偏氟乙烯PVDF、聚四氟乙烯PTFE等。

本发明的分散剂优选N-甲基吡咯烷酮，粘结剂优选聚偏氟乙烯PVDF。

优选地，抗热层浆料中的纳米三氧化二铝、分散剂与粘结剂的质量比为15∶80∶1～25∶80∶1。这样有利于浆料的涂覆。

本发明中的超声分散操作为本领域技术人员所公知的操作。本发明优选超声分散0.5～3h。

优选情况下，步骤(1)的操作为：将纳米三氧化二铝和添加剂加入分散剂中；在物理搅拌的同时超声分散，控制搅拌速率为1000～1500rad/min，时间为0.5～1.5h。再向其中加入粘接剂，在物理搅拌的同时超声分散，控制搅拌速率为800～1200rad/min，时间为1.5～3.0h。最后制成抗热层浆料。