[发明专利]锂离子二次电池及其极片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池，尤其涉及一种具有良好外观的锂离子二次电池极片的制备方法和一种具有良好安全性能的锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池具有比容量高、工作电压高、工作温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无污染和重量轻等优点，因此被业界广泛应用。

锂离子二次电池包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜，以及电解液。其中，正极片包括正极集流体和附着在正极集流体上的正极膜片，负极片包括负极集流体和附着负极集流体上的负极膜片；隔离膜间隔于正极片和负极片之间，起到电子阻隔作用，并防止正极片和负极片短路；电解液由正极片、负极片和隔离膜吸收，形成锂离子通路。锂离子二次电池在正常工作时，由正极集流体引出的正极端和由负极集流体引出的负极端与外电路形成电子通路，电解液和正负极活性物质中锂离子形成离子通路，电子通路和离子通路共同形成回路，以达到正常工作的目的。

随着锂离子二次电池的需求量逐渐增大，对其各方面的性能，尤其是安全性能的要求越来越高，如何提高安全性能已成为锂离子二次电池的研究重点。现有技术也提出了多种方案，以提高锂离子二次电池的安全性能。例如，Journalof The Electrochemical Society，2007：154(5)A412-A416就揭示了一种改善锂离子二次电池安全性能的方法，其先在正极集流体上涂覆一层底层磷酸铁锂，然后再在磷酸铁锂上涂覆一层钴酸锂，以形成具有双层膜片的正极片。

实验证明，这种具有双层膜片的正极片确实可以提高锂离子二次电池的安全性能，改善锂离子二次电池的过充性能。但是，根据现有方法制得的具有多层膜片的极片的外观和性能难以保证。

有鉴于此，确有必要提供一种具有良好外观和安全性能的锂离子二次电池极片的制备方法。

发明内容

本申请的发明人经过大量实验和研究发现，造成现有具有多层膜片的极片的外观和性能难以满足要求的根本原因在于：在先涂覆的涂层中的溶剂容易挥发，使得在先涂覆的涂层干燥。当再次涂布时，由于在先涂层烘干后对在后涂层浆料中的溶剂吸收不均匀，导致在后涂层不均匀。再次烘干后，极片表面崎岖不平，界面不平导致锂离子二次电池的性能很差，如因充电过程中析锂导致的安全问题，倍率、循环变差等。

基于上面的研究，本发明的一个目的在于：提供一种具有良好外观和安全性能的锂离子二次电池极片的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种锂离子二次电池极片的制备方法，其包括以下步骤：

提供集流体；

在集流体上涂覆第一浆料并烘干，形成第一膜片层；

用溶剂润湿第一膜片层；以及

在第一膜片层上涂覆第二浆料并烘干，形成第二膜片层。

相对于现有技术，本发明锂离子二次电池极片的制备方法至少具有以下优点：在集流体上涂覆第一浆料并烘干形成第一膜片层之后，用溶剂润湿烘干的第一膜片层。已润湿的第一膜片层不吸收或很少吸收第二浆料中的溶剂，因此可以使第二膜片层均匀地平铺，显著改善锂离子二次电池极片的外观，改善锂离子二次电池的电化学性能和安全性能。

作为本发明锂离子二次电池极片的制备方法的一种改进，所述第一膜片层和第二膜片层的厚度均为1-100微米。如果第一膜片层的厚度小于1微米，对第二膜片层的浆料中的溶剂吸收很少，无需溶剂润湿处理也能取得良好的涂布效果。如果第一膜片层的厚度大于100微米，所制得的极片的电化学性能很差。

作为本发明锂离子二次电池极片的制备方法的一种改进，所述溶剂润湿第一膜片层的时间为一秒至一小时。如果润湿的时间小于一秒，处理在第一膜片层的烘干表面上的溶剂来不及浸润第一膜片层，涂覆第二膜片层的浆料时仍然会出现表层凹凸不平。如果润湿的时间大于一小时，溶剂挥发严重，容易导致第一膜片层浸润不好，第二膜片层表面也会出现崎岖不平。

作为本发明锂离子二次电池极片的制备方法的一种改进，所述烘干在90～150℃下进行。

作为本发明锂离子二次电池极片的制备方法的一种改进，所述锂离子二次电池极片为负极片，所述第一浆料和第二浆料均为含有负极活性物质、导电剂和粘结剂的负极浆料，所述润湿第一膜片层的润湿溶剂为水、乙醇，或水和乙醇的混合溶剂。

作为本发明锂离子二次电池极片的制备方法的一种改进，所述第一浆料和第二浆料中，负极活性物质、导电剂和粘结剂的种类相同，含量不同。

作为本发明锂离子二次电池极片的制备方法的一种改进，所述第一浆料和第二浆料中，负极活性物质、导电剂和粘结剂的种类和含量均不同。