[发明专利]锂离子电池正极板的制备方法

说明书

本发明提供了一种锂离子电池正极板的制备方法，在集流体上喷涂填充正极浆料，之后经干燥——碾压制得正极板，所述正极板的面密度控制为3.5～16.0g/dm²；所述集流体为泡沫镍合金材料，所述泡沫镍合金材料呈三维网状结构，所述泡沫镍合金材料的孔隙率为70％～98％、厚度为0.8～2.0mm及面密度为80～500g/m²，所述泡沫镍合金材料为在泡沫镍表面涂覆一层金属铬粉或铬铝合金粉后经高温退火合金化处理制得。本发明的锂离子电池正极板的制备方法，工艺简单，可提高正极板的面密度及能量密度，其制得的正极板的耐腐蚀电压高达4.2V以上，浆料附着力好。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极板的制备方法。

背景技术

新的能源补贴政策对能量密度提出了更高的要求，纯电动乘用车动力电池系统的质量能量密度不低于90Wh/kg。为了提高能量密度，大多数研究机构或企业主要集中对正负极活性物质做了大量研究，包括活性物质的比容量、平台电压等性能的提升，但是对活性物质的集流体研究不多。目前市场上的集流体主要是二维结构的箔材，活性物质只能涂敷于其表面，极板的面密度大，极片易开裂且掉粉严重，所以极板一般较薄，另外若极板面密度大，则电流密度不均匀，靠近箔材一侧的活性物质极化严重，而远离箔材一侧的活性物质电子传导和离子传导都比较差。因此，如何提高锂电池正极板的面密度，从而提高锂电池的能量密度，并且保证电池具有较好的倍率性能，是当前的一个主要研究课题。

发明内容

本发明旨在提供一种工艺简单、浆料附着力好、面密度较高的锂离子电池正极板的制备方法。

本发明通过以下方案实现：

一种锂离子电池正极板的制备方法，在集流体上喷涂填充正极浆料，之后经干燥——碾压制得正极板，所述正极板的面密度控制为3.5～16.0g/dm²；所述集流体为泡沫镍合金材料，所述泡沫镍合金材料呈三维网状结构，所述泡沫镍合金材料的孔隙率为70％～98％、厚度为0.8～2.0mm及面密度为80～500g/m²，所述泡沫镍合金材料为在泡沫镍表面涂覆一层金属铬粉或铬铝合金粉后经高温退火合金化处理制得。

进一步地，所述泡沫镍合金材料中的铬元素或铬铝元素的质量占比为5％～50％。

进一步地，所述高温退火合金化处理步骤中的温度控制为100～500℃。

进一步地，所述正极浆料为将活性物质、导电剂、粘结剂及有机溶剂按一定配比混合搅拌制成，所述活性物质、导电剂、粘结剂的质量比为90～98：1～5：1～5，所述正极浆料的固含量控制为40％～65％；所述活性物质为磷酸铁锂或三元材料，所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管中一种或多种，所述粘结剂为PVDF，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、丙酮或酒精。

进一步地，所述干燥的步骤具体为：将喷涂填充有正极浆料的集流体先置于温度为60～100℃环境下鼓风干燥2～6h，之后将其置于温度为100～140℃的真空环境下干燥4～12h。

实际使用时，可直接采用供应商制备好且满足要求的泡沫镍铬合金材料或泡沫镍铬铝合金材料作为集流体。

本发明的锂离子电池正极板的制备方法，工艺简单，其使用的浆料固含量较高，采用泡沫镍合金材料为集流体，浆料附着力好，其制备得到的正极板的耐腐蚀电压可高达4.2V以上，既可以应用于磷酸铁锂体系，也可应用于三元锂电池体系，制得的正极板面密度较高，甚至可比现有采用铝箔制成的正极板高出几倍，可显著提升使用本发明方法制得的正极片制作的锂电池的能量密度，从试验数据可知，锂电池能量密度可提高10～20％，电池放电平台电压高，倍率性能较好，充放电效率高达99.8％以上。

附图说明

图1为使用实施例1方法制得的正极板制成的锂电池的1C充放电曲线图；