[发明专利]锂离子电池夹心电极片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池夹心电极片及其制备方法，尤其涉及一种采用二步涂布方法制备的锂离子电池夹心电极片。

背景技术

锂离子电池是一种高性能的二次电池，它具有工作电压高、体积和重量能量密度高、寿命长、自放电率低、无记忆效应以及有益于环境等优点，广泛用于移动通讯设备、笔记本电脑、数码相机、数码摄影机、个人数字助理、电动汽车等领域。

然后随着民众环保意识的进一步被唤醒，电动汽车用动力锂离子电池的研制是逐渐成为锂离子电池发展的主攻方向，与通讯用普通锂离子电池不同，动力锂离子电池对电池整体性能的要求更高，特别是对电池的比能量、大电流放电性质和电池寿命提出了更高的要求，最近，美国能源部提出了混联电动车用锂离子电池的标准为：70％放电深度条件下的比能量密度为207Wh/L、脉冲放电功率45kW、70％容量保持率时电池的寿命超过2000次。为了接近和达到这些要求，一方面要求电池研究工作者着力于尽快研究和开发性能稳定的高容量长寿命电极材料，然而，从近年来的研究结果来看，找到符合这些要求的新型电极材料，特别是正极材料并非易事；另一方面则是从电池工艺学的角度入手，更新电池工艺参数，使用现有的电极材料，使电池的性能达到动力锂离子电池的要求。

发明内容

本发明的目的在于制作锂离子电池夹心电极片并提供一种锂离子电池夹心电极片的制备方法，本发明的目的通过以下措施来达到：

一种锂离子电池夹心电极片的制备方法，其包括以下步骤：

(1)选择聚偏氟乙烯粘结剂与乙炔黑导电剂，其重量比为5∶1至1∶1之间，均匀分散在N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中制得粘结剂-导电剂混合物；

(2)将粘结剂-导电剂混合物与锂离子电池电极材料混合制浆，控制聚偏氟乙烯粘结剂和乙炔黑导电剂在电极片中的总重量比在2％至8％之间，将浆料充分混合均匀；

(3)将制得的浆料在涂布机上涂布和干燥，电极片厚度控制在40微米至120微米之间；

(4)使用滚压机将制得的电极片压制到孔率在25％至40％之间；

(5)再将重量比为5∶1～1∶1之间的聚偏氟乙烯粘结剂与乙炔黑导电剂均匀分散在N-甲基吡咯烷酮中制备的浆料，在电极片表面重新涂布一次，新涂层的干燥厚度为2微米到5微米之间；

(6)使用对滚压机将所述电极片整体压制一次。

所述步骤(1)中选择聚偏氟乙烯粘结剂与乙炔黑导电剂，其重量比控制在2∶1左右。

所述步骤(2)中的锂离子电池电极材料包括选在下述材料的锂离子电池活性物质：

1)Li_xNi_1-yM_yA_zO_2-z；

2)Li_xCo_1-yM_yA_zO_2-z；

3)Li_xMn_1-yM_yA_zO_2-z；

4)Li_xFe_1-yM_yPO₄；

5)Li_xNi_aCo_bMn_cO₂(a+b+c＝1)；

6)天然石墨类负极材料；

7)人工石墨类负极材料；

其中：0.9≤x≤1.1，0≤y≤0.2，0≤z≤0.2，M为选自Mn、Co、Ni、Fe、Al、Cu、Cr、Mg、Ba或稀土元素中的一种或2种元素，A为选自F、S、P、Cl中的一种。

所述步骤(2)中的粘结剂-导电剂混合物与锂离子电池电极材料混合后以每分钟3000至4000转的转速高速搅拌，每搅拌10分钟，中间停顿10分钟，高速搅拌时间不少于2小时。

所述步骤(6)中使用对滚压机压制中心层的孔率为25％～40％。

所述步骤(6)中的新涂层的厚度在3微米左右，且用3-5个大气压的压力整体压制一次。

所述步骤(6)中使用对滚压机用3～5个大气压的压力压制所述电极片。

本发明的另一目的在于提供一种根据以上锂离子电池夹心电极片的制备方法制造的锂离子电池夹心电极片以及使用这类夹心极片制备的锂离子电池。