[发明专利]正极片、其制备方法及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种正极片及其制备方法。本发明还涉及一种使用该正极片作为电极的锂离子电池。

背景技术

现有锂离子电池的正极材料主要采用无机金属化合物，其主要包括磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂以及混合的体系；无机金属化合物类作为正极材料时，其制备工艺复杂、成本高。

近年来，也开发了一些有机化合物作为正极材料，但是由于这些正极材料电导率低、热稳定性和机械性能差，且电池循环寿命低，因此，这些有机化合物的正极材料不适宜做电极材料。

当锂离子电池采用有机化合物作为正极材料时，负极一般采用金属锂，金属锂在充放电过程中，锂表面会不断的溶解和沉淀，且容易产生枝晶，造成电池内部短路。

发明内容

本发明所要解决的问题之一在于提供一种制造成本低、工艺简单且不易造成电池内部短路的正极片的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种正极片的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备正极活性材料：将氧化石墨粉体溶解于DMF溶液中，超声搅拌，得到1g/L的悬浮液；随后在剧烈搅拌下加入含5-氨基-1，4萘醌的无水乙腈溶液；接着在惰性气体保护下80～100℃回流处理12～24h，得到氧化石墨衍生物；最后再将所得的氧化石墨衍生物粉体与还原剂在80～100℃下回流12～24h，得到组份为石墨烯衍生物的正极活性材料；其中，无水乙腈溶液中，5-氨基-1，4萘醌的质量浓度为1g/L；

S2、制备正极片：将步骤S1制得的正极活性材料以及PVDF粘结剂溶于NMP溶液中，制得胶状正极材料，随后将胶状正极材料涂布在集流体的表面，静置24～48小时后进行干燥处理，制得正极片。

所述正极片的制备方法，步骤S1中，氧化石墨与5-氨基-1，4萘醌的质量比为3∶5。

所述正极片的制备方法，步骤S1中，所述还原剂选自水合肼、硼氢化钠、乙二胺或苯肼。

所述正极片的制备方法，步骤S1中，所述氧化石墨衍生物粉体与还原剂的摩尔比为1∶1。

所述正极片的制备方法，步骤S2中，在胶状正极材料配置中，还需要添加导电剂；所述导电剂选自乙炔黑；所述正极活性材料、导电剂、粘结剂的质量比为90∶5∶5。

所述正极片的制备方法，步骤S2中，所述集流体选自铝箔。

本发明所要解决的问题之二在于提供一种正极片，该正极片采用上述方法制得。

本发明所要解决的问题之三在于提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括上述制得的正极片。

本发明制得的正极片具有如下有益效果：(1)由于石墨烯衍生物本身不含锂，不需要对石墨烯衍生物进行工艺复杂的储锂操作，简化了操作工艺，降低制造成本；(2)该正极片与金属锂负极组成电池时，其充放电时，不易产生枝晶，也就避免了电池内部短路问题。

附图说明

图1为较佳实施例的正极片的制备工艺流程图；

图2为较佳实施例的正极片的结构示意图；

图3为较佳实施例的锂离子电池的结构示意图。

具体实施方式

本实施例的一种正极片的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1、制备正极活性材料：将氧化石墨粉体溶解于DMF溶液中，超声搅拌，得到1g/L的悬浮液；随后在剧烈搅拌下加入含5-氨基-1，4萘醌的无水乙腈溶液；接着在惰性气体(比如，氮气，氩气，或者氮气和氩气的混合气体)保护80～100℃回流处理12～24h，得到氧化石墨衍生物；最后再将所得的氧化石墨衍生物粉体与还原剂在80～100℃下回流12～24h，得到组份为石墨烯衍生物的正极活性材料；其中，无水乙腈溶液中，5-氨基-1，4萘醌的质量浓度为1g/L；

S2、制备正极片：将步骤S1制得的正极活性材料以及PVDF粘结剂溶于NMP溶液中，制得胶状正极材料，随后将胶状正极材料涂布在集流体的表面，静置24～48小时后进行干燥处理，制得正极片。

所述正极片的制备方法，步骤S1中：

优选，氧化石墨与5-氨基-1，4萘醌的质量比为3∶5；

优选，所述还原剂选自水合肼、硼氢化钠、乙二胺、苯肼或对二苯酚；

优选，所述氧化石墨衍生物粉体与还原剂的摩尔比为1∶1。

优选，在胶状正极材料配置中，还需要添加导电剂；所述导电剂选自乙炔黑(请发明人完善)；所述正极活性材料、导电剂、粘结剂的质量比为90∶5∶5；

优选，所述集流体选自铝箔。