[发明专利]一种动力电池用碳纳米管涂覆铝箔及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力电池铝箔，特别涉及一种动力电池用碳纳米管涂 覆铝箔及其制备方法。

背景技术

在锂电池的结构中，铝箔是重要的内层组件之一，其表面性能影响了 正极的界面结构、内阻等，直接影响电池的倍率性能、容量发挥、循环性 能等特性。现动力电池行业中普遍采用非涂覆双光铝箔作为正极集流体， 正极具体结构如图1所示。

正极活性物质一般由磷酸铁锂(平均粒径2～10μm，比表面积 10～20m²/g)、三元材料(平均粒径8μm～16μm，比表面积0.1～2m²/g)、导 电剂Super-P(粒径5μm，比表面积70m²/g)等混合粉末依靠聚偏氟乙烯粘 结剂粘接在铝箔上。正常铝箔表面光滑无附着物，因此存在小粒径、大比 表面积的正极浆料与铝箔之间的接触面积较少、导电通道缺失等问题，这 就导致正常铝箔涂覆的正极粘结力差，内阻较大等问题。

发明内容

本发明为了解决以下技术问题：软包锂电池的直流内阻偏大；正极活 性物质与铝箔粘结性差；大电流放电能力弱；低温性能差的技术缺陷，提 供一种动力电池用碳纳米管涂覆铝箔。

本发明还提供一种动力电池用碳纳米管涂覆铝箔的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种动力电池用碳纳米管涂覆铝箔，将碳纳米管浆料均匀地涂覆在金 属铝箔表面，烘干，得到的复合铝箔作为正极集流体使用。

碳纳米管为高比表面积、高长径比结构，难以均匀分散，目前鲜有关 于能分散碳纳米管的报告；本发明在特殊分散剂C500的帮助下，能够制备 均匀分散的浆料。本发明的碳纳米管涂覆铝箔结构示意图如图3所示。由 于涂覆铝箔表面有很多导电性的碳纳米管(涂炭与正常铝箔对比如图2)， 其与正极颗粒接触面积更大(碳-碳材料更易于粘结)，且导电通道丰富， 因此有效的增加了正极与集流之间的粘结力，降低了电池内阻。

作为优选，所述的碳纳米管浆料是由以下以质量分数计的组分混合而 成：碳纳米管5～12％、粘结剂3.0％～5.0％、分散剂0.5％～4.0％、溶剂 79.0％～87.0％。

作为优选，所述的溶剂为氮甲基吡咯烷酮，分散剂为分散剂C500，粘 结剂为聚偏氟乙烯。

一种所述的动力电池用碳纳米管涂覆铝箔的制备方法，该方法包括如 下步骤：

a、浆料配制：将溶剂、粘结剂、分散剂、碳纳米管粉料按顺序加入双行星 分散设备进行混合分散，分散时间2h～4h；

b、浆料性能检测：在出料口每隔30min取样1次，测量浆料的粒度分布、 黏度、固含量并分析其稳定性，浆料粘度在48小时内变化不超过5％，固 含量在48小时内变化不超过0.5％后进入下道工序；

c、涂布烘干：将上述浆料投入至高精锂电池涂布机中，按涂覆量0.2～1.8g/m² 均匀涂覆在铝箔表面，控制烘箱温度95～120℃，走速8～15m/min，使溶剂 充分挥发；

d、铝箔碾压：将涂布后的铝箔经轧制机碾压，控制碾压压力8～10t，得成 品碳纳米管涂覆铝箔。

本发明的优点在于：采用碳纳米管涂覆铝箔应用于正极极片中，由于 碳纳米管增加了电子导电通道和界面接触面积，因此提升了正极物质与集 流体的粘结力，电池的直流内阻得到显著下降，低温性能、倍率性能及循 环寿命大幅提升。

附图说明

图1是正常铝箔的正极结构；

图2是碳纳米管涂覆铝箔和正常铝箔的扫描电镜图；

图3是本发明采用碳纳米管涂覆铝箔的正极结构示意图；

图4是不同正极集流体的直流内阻对比图；

图5是不同正极集流体的低温放电曲线对比图；

图6是不同正极集流体的循环寿命对比图；

图7是不同正极集流体的10C放电曲线对比图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的 具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明 所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。