[发明专利]一种有机自由基聚合物锂离子电池的制备方法

摘要

本发明提供一种有机自由基聚合物锂离子电池的制备方法。其步聚如下：1)正极极片的制备，2)负极极片的制备，3)有机自由基聚合物锂离子电池的装配。采用本发明制备的锂离子电池，在10C的充电速度下6分钟能充满电池容量的85.5％、10C放电时的容量为1C放电时的99.5％，20C放电时的容量为1C放电时的98.3％，放电电压平稳(在3.5V左右)，结构比较稳定，容量衰减缓慢，经过300次充放电循环后电池的放电容量相对于最大放电容量只衰减了2.0％。采用本发明技术方案制作的锂离子电池，改善了锂离子电池的循环性能、大电流充放电性能、高低温性能和安全性能，与电解液相溶性较好，具有生物降解性，对环境友好，原材料资源丰富、价廉和无毒等优良的性能，开辟了有机自由基聚合物作为锂二次电池正极材料的新领域。

主权项

1.一种有机自由基聚合物锂离子电池的制备方法，其步骤如下：所述的锂离子电池，包括壳体和置于壳体中的正极片、负极片以及所述正负片之间的隔膜和电解液；1)正极极片的制备(1)正极材料的组成：正极活性材料为聚4-甲基丙烯酸-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基(PTMA)，占正极活性材料质量百分比为70～95％，搭配的正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍锰钴酸锂中的一种或几种，占正极活性材料质量百分比为10～20％，导电剂为纳米碳纤维、碳纳米管、纳米银粉、乙炔黑、导电碳黑、石黑粉中的一种，占正极活性材料质量百分比为2～5％，粘结剂为聚四氟乙烯，占正极材料质量百分比为3～5％；溶剂为N-甲基吡咯烷酮占正极活性物质、导电剂和粘结剂总重量的60～80％；(2)正极浆料的制备：先将粘结剂聚四氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，再加入导电剂在35-45℃温度下加热充分混合，然后加入正极活性物质搅拌均匀，制成正极浆料；(3)正极片的制备：制好的正极浆料调节粘度，用涂布机涂覆于17～22um厚的铝箔上，再进行真空干燥除去水分，辊压，进行裁片，切成符合设计尺寸的正极片；2)负极极片的制备(1)负极材料的组成：负极活性物质为石墨，占负极活性材料质量百分比为89～95％，导电剂为导电碳黑、石黑粉中的一种，占负极活性材料质量百分比为1.0～3.0％，增稠剂为羧甲基纤维素钠，占负极活性材料质量百分比为2.0～6.0％，粘结剂为丁苯乳胶，占负极活性材料质量百分比为1.5～6.0％；溶剂为水占负极活性物质、导电剂、增稠剂和粘结剂总重量的60～90％；(2)负极浆料的制备：先将增稠剂和水搅拌成乳状液，加入石墨负极活性材料充分混合，再加入丁苯乳胶搅拌均匀，即制成负极浆料；(3)负极片的制备：制好的负极浆料调节粘度，用涂布机涂覆于9～18um厚的铜箔上，再进行真空干燥除去水分，辊压，进行裁片，切成符合设计尺寸的负极片；3)有机自由基聚合物锂离子电池的装配隔膜材料采用聚丙烯和聚乙烯和聚丙烯复合膜，或是采用聚丙烯和聚乙烯单层隔膜；电解液采用有机电解液，电解质为LiPO6，溶剂为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯之一或任意组合；将上述正极片、负极片与隔膜卷绕或层叠成电芯，成型后装入铝塑膜、金属或塑料电池壳体之一中，再经真空干燥充分除水后，再注入计量所需的电解液，然后密封或热封。