[发明专利]一种提高电流密度的极片制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种提高电流密度的极片制备方法。

背景技术

随着人们对能源要求的提高，锂离子电池由小型化向大型化方向发展，高能量和高功率的锂离子电池产品会陆续面世。考虑到大型锂离子电池的安全性能，磷酸铁锂电池得到包括用户和制造厂家的认可，但是磷酸铁锂电池的大电流性能始终不能满足用户的需要。为了解决磷酸铁锂电池的大电流性能，很多科学研究者从改善磷酸铁锂材料的结构和理化指标入手，例如通过掺杂其他金属离子的方法，通过纳米化工艺减小颗粒的粒径等，这些措施都达到了很好的效果，但是磷酸铁锂电池的大电流性能不仅仅取决于正极材料性能，极片的制造工艺也对磷酸铁锂电池的大电流性能有较大影响。实践证明，大电流性能好的极片要求活性物质内部胶的含量相对较少，而活性物质与基材两相界面要求粘接牢固且电阻小。目前行业内电池极片的制备方法是通过制造浆料(含活性物质、粘接剂、导电剂、溶剂)，然后涂覆在基体表面，烘干，压实，制片得到电池极片，这种极片制备方法没有考虑活性物质内部与活性物质与基体两相界面的差异，在两相界面存在导电性较差的磷酸铁锂材料，导致利用该极片制造的磷酸铁锂电池倍率性能差、循环寿命短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高电流密度的极片制备方法，在基体和活性物之间形成过渡导电层，通过该方法制备的极片用于制造磷酸铁锂电池后能够保证该磷酸铁锂电池的倍率性能好、循环寿命长。

为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：一种提高电流密度的极片制备方法，包括以下步骤：

步骤一：基体的清洗：采用30％的冰醋酸溶液对基体进行清洗1～10分钟；

步骤二：导电层浆料的制备：先将溶剂和分散剂加入容器内，搅拌均匀后加入导电剂，搅拌至均匀后加入粘接剂，搅拌均匀后用氨水调节pH为9，边调节边搅拌至均匀，抽取真空除去气泡，所述导电剂、溶剂、分散剂、粘接剂的质量比为0.1～40∶98～50∶0.5～1.0∶1.4～9.0；

步骤三：导电层的制备：控制丝网印刷厚度为0.1～10μm，将步骤二中制得的导电层浆料均匀的印刷在步骤一中制得的基体表面并干燥；

步骤四：活性物质浆料的制备：将活性物质、溶剂、粘接剂、导电剂按照质量比为35～55∶58～38∶1～6∶6～1的比例混合，分散均匀后真空除去气泡；

步骤五：涂布制片：将步骤四中制得的活性物质浆料均匀的涂布在步骤三中制得的导电层表面并烘干、压实、制片。

作为优选，所述步骤一中的基体为铜箔或者铝箔。

作为优选，所述步骤二和步骤四中的导电剂为乙炔黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、导电高分子中的一种或者任意几种的混合物。

作为优选，所述步骤二和步骤四中的溶剂为N-吡咯烷酮、去离子水中的一种或者两者的混合物。

作为优选，所述步骤二中的分散剂为单宁酸。

作为优选，所述步骤二和步骤四中的粘接剂为偏聚四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶、羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶、天然橡胶的一种或任意几种的混合物。

有益效果：

本发明采用上述技术方案提供一种提高电流密度的极片制备方法，在基体和活性物之间形成过渡导电层，通过该方法制备的极片用于制造磷酸铁锂电池后保证了该磷酸铁锂电池的倍率性能好、循环寿命长。

附图说明

图1为本发明中丝网印刷导电层后的基体的结构示意图；

图2为本发明中丝网印刷导电层后的基体的表面照片；

图3为采用本发明制备的极片与普通工艺制备的极片分别用于制造电池后，电池的交流阻抗对比图；

图4为采用本发明制备的极片与普通工艺制备的极片分别用于制造电池后，电池在不同倍率的放电下电池容量保持率的对比曲线图；

图5为采用本发明制备的极片用于制造电池后，电池在不同循环次数下电池容量保持率的曲线图。

具体实施方式

实施例一：