[发明专利]一种铝箔预涂纳米导电碳底涂液的配置及其涂敷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池底涂层技术领域，具体涉及一种磷酸铁锂正极材料的底涂层中底涂液的配置与涂敷的方法。

背景技术

磷酸铁锂是近几年发展起来的一种新型储能电池，并以其安全性能高、循环寿命长、环境友好等优点成为一种新型动力电池。但是由于磷酸铁锂的导电性较差，需要在磷酸铁锂中掺杂一些导电剂来改善其材料的导电性能，并提高其活性材料间离子的导电性能，而对活性材料与集流体铝箔的导电性能并未改善。由于磷酸铁锂一次粒子颗粒直径一般在10nm～2000nm之间，其与铝箔表面的接触是点接触，磷酸铁锂活性材料与集流体铝箔粘结差，造成电池的内阻及其极化增加，并影响到电池的倍率性能、循环性能。凹版转移涂敷与喷涂技术是近几年发展起来新型技术，在集流体上涂敷一薄层导电涂敷层，既能增加涂敷层与铝箔的粘附力，又能增加涂敷层与磷酸铁锂活性物质的粘附力。而导电胶的选择非常重要，既要具有与铝箔好的粘附力，又要具有与磷酸铁锂正极浆料好的粘附力，同时具有好的导电性。由于导电胶主要由粘结剂与导电剂组成，因此在选择粘结剂和导电剂时既要考虑到粘结剂的粘结性能，又要考虑到导电剂的颗粒直径，做到导电剂刚好夹在磷酸铁锂颗粒、铝箔、磷酸铁锂颗粒之间的空隙里面，降低磷酸铁锂与铝箔间的内阻。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种提高磷酸铁锂电池倍率、循环性能、降低电池内阻的底涂层中底涂液的配置及其涂敷方法，可以大幅度提高磷酸铁锂活性物质与集流体之间的粘附力。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种铝箔预涂纳米导电碳底涂液的配置，以质量百分比计，包括以下步骤：1）配置底涂液 ；2）超声波分散；

1）、配置底涂液：

（1）水性底涂液的配置；水性溶剂1份、粘结剂A 0.05～0.6份、粉体纳米导电碳复合导电剂0.05~0.6份。

所述的粘结剂A是丙烯酸与丙烯氰形成交联聚合物，其分子量为2000～30000之间。 

所述的水性溶剂为二次蒸馏水或浓度为10%~95%的酒精或IPA。

所述的粉体纳米导电碳复合导电剂与粘结剂A以0.1～0.6：1的比例混合而成。

所述的纳米导电碳复合导电剂是由纳米导电碳与Spper P以10：1～5的比例复合而成，所用纳米导电碳的粒径为10nm—1000nm。 

（2）油性底涂液的配置；油性溶剂1份、粘结剂B 0.03～0.6份、粉体纳米导电碳复合导电剂0.03~0.6份。

所述的粘结剂B为聚偏氟乙烯（PVDF），其分子量为100-110万之间所述的油性溶剂为NMP，溶剂纯度大于98%。

所述的粉体纳米导电碳复合导电剂与粘结剂B以1：0.1～0.8的比例混合而成。

所述的纳米导电碳复合导电剂是由纳米导电碳与Spper P以10：1～5的比例复合而成，纳米导电碳的直径为10nm—1000nm。

 2）、超声波分散：

（1）水性底涂液超声波分散；将粘结剂A和水性溶剂进行混合机械搅拌1～2小时，直至粘结剂A完全与水性溶剂溶解形成粘结剂体系A；之后在超声波分散条件下分三次每隔30分钟在上述体系中加入粉体纳米导电碳复合导电剂，并机械搅拌1～2小时直至形成稳定的水性底涂液。 

（2）油性底涂液超声波分散；将油性溶剂和粘结剂B进行混合机械搅拌5～6小时，直至粘结剂B完全与油性溶剂溶解形成粘结剂体系B；之后在超声波分散条件下分三次每隔30分钟在上述体系中加入粉体纳米导电碳复合导电剂，并机械搅拌5～6小时直至形成稳定的油性底涂液。

用上述二种配置的方法最后得到粘度为200～20000cps的底涂液。

一种铝箔预涂纳米导电碳底涂液的涂敷方法，其特征在于：是将上述经配置好的水性或油性底涂液经过1u过滤筛过筛后，用凹版转移涂敷或用喷涂技术涂敷在铝箔表面，其厚度为（0.1～10）μm，干燥后在其表面上再涂敷上磷酸铁锂正极材料，并以人造石墨作为负极材料，采用LiPF₆/EC+DEC、体积比1∶1为电解液，Celgard 2400膜为隔膜，制备出5AH软包电池。

本发明，其制备的电池内阻小、粘附力强、导电性好、压实密度大，尤其对电池的大倍率放电具有明显的效果。并根据电池设计的要求，依据底涂液的粘度涂敷出不同厚度的导电集流体，提高了电池的不同性能。

附图说明

图1是本发明的电池A内阻曲线图。

图2是电池A的电压-放电容量倍率曲线图。

具体实施方式