[发明专利]一种锰酸锂-三元材料复合正极极片的制备方法

摘要

本发明属于电池制造领域，特别涉及锂离子电池锰酸锂-三元材料复合正极极片的制备方法。锂离子电池正极材料锰酸锂放电平台适中，价格便宜，安全性能出色，但材料比能量相对较低；三元正极材料比容量较高，价格比钴酸锂亦有所降低，但安全性能一般。本发明将二者复合使用制备复合正极极片，综合了二者的优点，扬长避短，改善了电池的综合性能，同时为高比能量、高安全性锂离子电池设计提供了一种新思路。

主权项

一种锰酸锂‑三元材料复合正极极片的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤：第一步，正极浆料的制备：正极浆料为由溶剂、导电剂、粘结剂和正极材料混合而成的均一、稳定的悬浊液；所述正极材料为锰酸锂和三元材料按一定比例混合而成的材料，其中三元材料为含锂及镍、钴、锰三种过渡金属的层状氧化物；所述粘结剂为聚偏二氟乙烯PVDF、羧甲基纤维素钠CMC和丁苯橡胶SBR、海藻酸钠或聚四氟乙烯PTFE；所述溶剂为去离子水、蒸馏水、纯净水或N‑甲基吡咯烷酮；所述导电剂为导电石墨、导电碳黑、碳纳米管、纳米碳纤维或石墨烯；所述正极浆料的制备采取两种工艺，第一种是将锰酸锂与三元材料加入到同一份的粘结剂、溶剂、导电剂混合料中，第二种是将锰酸锂与三元材料分别加入到两份粘结剂、溶剂、导电剂混合料中，得到两份浆料；浆料中各组分的质量分数为正极材料30～70％，导电剂为0.5～10％，粘结剂为0.5～10％，溶剂为30～60％；所用正极材料中，锰酸锂的质量百分比为5～95％，三元材料的质量百分比为95～5％。第二步，正极的涂布：若第一步采用锰酸锂与三元材料混合制备浆料的工艺，涂布时采取一次涂布的方式，即直接将混合浆料涂布到集流体上，80～160℃下烘干后得到初级极片；若第一步采用锰酸锂与三元材料分别制备浆料的工艺，涂布时采取两次涂布的方式，即先将三元材料浆料涂布到集流体上，80～160℃下干燥后再涂布锰酸锂浆料，80～160℃下烘干后得到初级极片；或先将锰酸锂浆料涂布到集流体上，80～160℃下干燥后再涂布三元材料浆料，80～160℃下烘干后得到初级极片；第三步，将第二步所得的初级极片分切、辊轧成压实密度为2.0～3.8mg/cm³的极片，焊接极耳后得到复合正极极片。