[发明专利]一种锂离子电池电极片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池电极片及其制备方法，包括以下步骤：(1)取芳香族二元胺、芳香族二酐和导电剂加入到溶剂中，聚合反应得到反应液；其中芳香族二元胺、芳香族二酐和导电剂的比例为(2～4)mmol:(2～4)mmol:(40～60)mg；(2)将反应液进行蒸发浓缩，得到前驱体浆料；(3)取前驱体浆料涂覆在集流体上，经过烧结得到锂离子电池电极片。本发明在合成前驱体材料时就完成了对粘结剂导电剂活性材料的混合，相对传统工序极大简化制备工艺，不需要高精度搅拌机，不需要过多溶剂来制浆，有效缩短了制备时间；同时制得的电池极片电化学性能优异，拥有良好的循环性能和稳定性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池电极片及其制备方法。

背景技术

近年来，锂离子电池的应用范围越来越广泛，广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，同样也应用于电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。而锂离子电池的性能很大程度上取决于其电极材料的选择，就负极材料来说，虽然对传统的无机材料有大量的研究，并取得一些重要的科研成果，但是其仍然有诸多不足。首先是无机材料资源较少并且不可再生，其次在电池充放电过程中，无机材料容易与电解液发生放热反应，从而造成电池热失控。而有机材料作为新型的锂离子电池负极材料，因其资源丰富、环境友好、可持续再生、理论比容量高等优势具有很大的研究价值。

电极片的制造是锂离子电池制备里的一道重要的工序，其中主要分为两方面重要的步骤，一方面是浆料的制备，另一方面是将浆料涂覆在正负极集流体上。浆料制造过程中，将活性物质、导电剂、粘结胶等与溶剂通过搅拌机或分散机混合分散均匀制成可以自由流动的电极浆料；电池浆料涂覆是继制备浆料完成后的下一道工序，此工序主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料均匀地涂覆在正负极集流体上，再通过干燥除去浆料中溶剂，极片制造是锂离子电池制备中一个关键的流程。目前电池极片整个制造过程冗长繁琐，工艺复杂，设备较多，投资成本非常高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种锂离子电池电极片及其制备方法，简化工艺，且利用该电极片制得的电池循环性能得到改善。

为达到上述技术目的，本发明制备方法的技术方案是：

包括以下步骤：

(1)取芳香族二元胺、芳香族二酐和导电剂加入到溶剂中，聚合反应得到反应液；其中芳香族二元胺、芳香族二酐和导电剂的比例为(2～4)mmol:(2～4)mmol:(40～60)mg；

(2)将反应液进行蒸发浓缩，得到前驱体浆料；

(3)取前驱体浆料涂覆在集流体上，经过烧结得到锂离子电池电极片。

进一步地，步骤(1)中，芳香族二元胺包括对苯二甲酰胺；芳香族二酐包括1,2,4,5-均苯四甲酸二酐；导电剂包括超导电炭黑。

进一步地，步骤(1)中，溶剂为N-甲基吡咯烷酮；芳香族二元胺和N-甲基吡咯烷酮的用量比为(2～4)mmol:(20～40)mL。

进一步地，步骤(1)中，聚合反应是在160～200℃反应6～10h。

进一步地，步骤(2)中，反应液在真空烘箱中进行蒸发浓缩至黏度为3000～5000mPa/s。

进一步地，蒸发浓缩时的温度为130～150℃，时间为60～80min。

进一步地，步骤(3)中，集流体为铜箔。

进一步地，步骤(3)中，烧结是在惰性气体氛围下，280～320℃保温7～9h。

进一步地，烧结时的升温速率为2～5℃/min。

如上制备方法制得的锂离子电池电极片。