[发明专利]锂二次电池的负极电极制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学二次电池的电极制备工艺，尤其是一种锂二次电池的负极电极制备工艺。

背景技术

锂二次电池自出现以来，就显示了它强大的生命力。随着活性材料特别是正极活性材料的发展，锂电池的各项性能都得到了很大的提高。这对于开发高能量、环保和安全稳定的锂二次动力电池具有很重要的意义，具有极大的市场前景和发展潜力。

目前，由于锂电池的比容量已基本达到了极限，单纯在正极材料结构上提高它的比容量其难度是非常巨大的，因为正极材料性能的充分发挥会受到负极性能的影响，因此为了改善负极的吸液性能，必须在负极活性物质中添加3%左右的导电剂，电极制备方法普遍都是采用卧式涂履机在铜箔上涂履很薄的一层负极活性物质浆料。使用的涂履机不但复杂也非常庞大。单面或双面涂履，电极两面很难达到非常均匀一致。活性浆料涂在光面的金属箔材料上形成的只是一层薄膜，在充放电过程中由于活性材料的膨胀收缩产生膜与骨架之间的位移而容易脱皮，这对电池的循环寿命有很大的影响。因此从工艺上提高活性材料的填充量和增加电极的强度就成为了锂电池电极制备工艺深入研究的一个重大课题。

泡沫铜是一种三维导电的电极骨架材料，在铜基体中均匀分布着大量由三维相互连通的空间网络构成的开孔和连通的孔洞，孔隙率最高可达98%。微观孔洞的通孔泡沫铜产品具有泡沫状结构以及金属铜所具有的优良导电、导热等性能。泡沫铜的导电性和延展性好，已被广泛应用于镍锌电池、双电层电容器等新型电池的电极骨架材料，在镍氢电池和镍隔、镍锌电池上也有使用，特别是泡沫铜用于电池的电极基体材料，具有较为明显的优势，因此正受到业界的重视。泡沫铜的在电极上的使用，在一定程度上改变了二次电池的放电机理，提高了电池整个体系综合电性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种工艺简单、电极活性物质填充量大、电极活性物质均匀性好、无需添加导电剂而不影响极片导电性能、极片强度大的锂二次电池的负极电极制备工艺。

按照本发明提供的技术方案，所述锂二次电池的负极电极制备工艺包括如下步骤：

a、将1~5重量份的羧甲基纤维素钠和95~99重量份的去离子水放入打浆机的浆斗里打成透明状胶体待用； 

b、将55~65重量份的负极活性材料直接加入到打浆机浆斗里待用的透明状胶体中，搅拌3~5小时后加入1~3重量份的丁苯橡胶乳继续搅拌均匀，得到负极电极浆料；

c、将三维导电骨架辊压至原始厚度的55%~70%； 

d、将辊压后的三维导电骨架浸入打浆机的浆斗里，通过浆斗里的挤浆辊在三维导电骨架内挤上负极电极浆料；

e、将已经挤上负极电极浆料的三维导电骨架表面用刮浆刀刮平；

f、将已经挤上负极电极浆料并刮平的三维导电浆带以竖直状态经过制膜炉进行烘干，制膜炉的温度控制在60~90℃，烘干时间控制在0.4~1.0小时；

g、将已经烘干的三维导电浆带辊压至原始厚度的35%~45%，再经过裁切得到锂二次电池的负极电极。

所述的三维导电骨架为泡沫铜、穿孔铜箔或者切拉铜网中的一种。

所述负极活性材料为人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳、二氧化钛中的一种或者它们中的两种或者两种以上的组合。

本发明的工艺用三维导电骨架制成负极电极装成的锂二次电池，其内阻低，电池容量增加，使用寿命延长，电化学性能优良；本发明工艺制备的锂二次电池的负极电极均匀，制作工艺简单、流程短、易控制，本发明的工艺效率高并适合于规模化生产。

附图说明

图1是本发明的设备配制图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

将三维导电骨架装上放卷装置1上放卷，并保持恒定的张力；进到托板3上通过调整辊2调整导电骨架的状态，以决定其涂履的量；三维导电骨架4进入浆料斗5，通过挤浆辊6换向，并利用挤浆辊6将浆料挤进三维导电骨架4内，精密刮浆刀7将表面挂的浆刮平后进入制膜炉8的右烘道9初步烘干后经过上换向轮11进入左烘道10再烘干，然后挂浆烘干的电极出制膜炉8通过下换向辊12进入双辊机13辗压就制成了正极电极14。

最后根据电池的要求裁好极片，焊上电极极耳，即可将正极、隔膜、负极依次叠在一起卷绕成电芯，装壳、点底、焊盖帽、注液、封口、化成就可制成锂二次电池了。

本发明在挂浆以后采用柔性精密刮刀，将电极表面刮平整，由于三维导电骨架通孔率高，浆料两面串通，两面同时一次烘干，电极两面比较均匀。

对比例