[发明专利]一种锂离子二次电池正极制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极制造方法，尤其涉及一种锂离子二次电池正极制造方法。

背景技术

二次电池，包含可通过充电而再生的活性物质。当二次电池所产生的能量降低至最佳效率以下时，可将它们以许多方式中的任何一种进行再充电。基于电池的化学组成，可将可充电电池细分为两个主要类别。这两个类别，即碱性二次电池和锂二次电池。其中锂离子二次电池是一种新型高能二次电源，具有比容量大、放电电压高而平稳、低温性能好、环境友好、安全、寿命长、自放电微弱等优点。锂离子二次电池的上述优势，引起了各国科学家的青睐，从而促进了锂离子二次电池的快速发展。自问世以来，短短的十几年间，锂离子二次电池就已被广泛地应用于手机、笔记本电脑、数码相机等便携电子产品中；其他一些重要领域如电动交通工具、航空航天、军事等领域用的大型锂离子二次电池也正在开发之中。

锂离子二次电池由正极、负极、非水电解质等组成，其中锂离子二次电池的正极对于电池能量密度、容量和充放电性能的具有重要的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种性能优异的锂离子二次电池的正极制造方法。

为了实现上述目的，本发明提供的一种锂离子二次电池的正极制造方法包括如下步骤：

步骤1，制作正极浆料：正极浆料是将正极活性物质、粘结剂、导电剂与液状分散介质混合调制而成。其中导电剂为碳纳米管和乙炔黑组成复合物，所述的碳纳米管为多壁碳纳米管，管外径10～60nm，长度为10～100μm；乙炔黑的粒径为20～50nm；其制备方法为：a、称取一定量的碳纳米管、乙炔黑和分散剂，在水或有机溶剂中超声分散碳纳米管和乙炔黑，制成两者总重量含量为1～5％的低浓度母液；b、母液经过抽滤或者压滤分离出水或者有机溶剂，干燥后得到导电剂。

步骤2，将正极浆料涂到集流体的两面，进行干燥。集流体设有未涂有正极浆料的空白部，该空白部用于导线熔接。

步骤3，通过轧辊涂抹在集流体上的干燥状态的正极浆料进行轧制，剪切后，形成锂离子二次电池的正极。

其中，正极活性物质使用Li_xMn_aCo_2-aO₄或Li_xMn_aFe_2-aO₄（x＝0.01～1、a＝1.7～1.86、）。正极活性物质的粒径为2-30μm，其中2-10μm的粒子的体积占90%以上，正极活性物质的比表面积在采用BET法时，为0.2m²/g～1m²/g。

优选的，步骤（1）中的碳纳米管采用15～30nm的碳纳米管，以有利于形成有效的导电网络。

与现有技术相比，本发明的优点是：通过导电剂的改进提高了正极材料的充放电性能，通过对正极活性物质的改进，改善了电极的容量和负荷特性。

具体实施方式

实施例一

先制作碳纳米管和乙炔黑组成的导电剂，具体工艺如下：在200ml去离子水或者N-甲基吡咯烷烔中加入管外径20nm，长度为10um的多壁碳纳米管3g，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)1.5g；使用有探头的超声处理设备超声分散后，再加入粒径20nm乙炔黑6g，继续超声分散，获得碳纳米管与乙炔黑的母液。母液经过抽滤分离出水或者有机溶剂，干燥后得到由碳纳米管和乙炔黑组成的导电剂。

制作完导电剂后，用双臂式混练机将作为正极活性物质、作为粘结剂的PVdF的NMP溶液、作为导电剂的碳纳米管和乙炔黑和作为分散介质的适量的NMP进行搅，制成正极浆料。PVdF的固形部分、碳纳米管和乙炔黑组成的导电剂的混合比，相对于100重量份的钴酸锂，分别为5重量份、4重量份。其中正极活性物质使用Li_xMn_aCo_2-aO₄（x＝0.01～1、a＝1.7～1.86、），其粒径为2-30μm，其中2-10μm的粒子的体积占90%以上，正极活性物质的比表面积在采用BET法时，为0.2m²/g～1m²/g。

接着，将正极浆料涂布在厚度为15μm的由铝箔构成的带状集流体的两面。这样，使涂布的正极浆料干燥，用轧辊轧制，剪切后形成锂离子二次电池正极。

实施例二