[发明专利]一种锰酸锂电池负极的制备方法

说明书

本发明公开了一种锰酸锂电池负极的制备方法，负极是将负极浆料均匀涂覆在负极基流体电解铜箔上，干燥后用普通镜面碾压机进行碾压并进行热处理制备得到；负极浆料制备包括以下步骤：（1）增稠剂和去离子水混合并搅拌，制得胶状溶液；（2）胶状溶液、活性物质和去离子水混合，搅拌后制得混合浆液A；（3）将导电剂、粘结剂、成膜剂、造孔剂和去离子水混合，搅拌，得到混合浆液B；（4）混合浆液A和混合浆液B混合并搅拌，得到负极浆料。本发明在负极浆料制备阶段添加成膜剂和造孔剂，大大提高了成膜剂和造孔剂的利用率，所制得的锂离子电池的内阻有所下降、倍率性能和高温循环性能也因此得到了显著提高。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种锰酸锂电池负极的制备方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对环境保护意识的增强，作为清洁能源的锂离子电池得到了广泛的关注与应用。锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、安全、质轻以及污染小的特点。随着在电动汽车上的广泛使用，人们也对锂离子电池的性能，尤其是锂离子动力电池内部阻抗、电池倍率以及高倍率循环性能提出了越来越高的要求。

负极浆料的优劣及组成是显著影响锂离子电池性能与循环寿命的重要因素，甚至成为其制约因素。目前的锂离子电池负极浆料可分为油性浆料和水性浆料，其区分依据为溶剂的极性。油性浆料多使用氮甲基吡咯烷酮为溶剂，聚偏氟乙烯为粘结剂。水性浆料则以水为溶剂，羧甲基纤维素钠为增稠剂，丁苯橡胶乳液为粘结剂。水性浆料以其成本较低，环境压力小而得到了工厂的普遍使用。传统方法制备负极浆料是将活性物质、增稠剂、导电剂、粘结剂依次添加并搅拌而制得，然而这种方式不利于搅拌均匀且整个制备过程耗时较长。此外，在实际生产过程中亦常出现由于负极浆料稳定性较差，使得长时间存放发生沉降、结块的现象，后期加工性能较差，影响着导电性能和工作效率。在负极组成上，除了负极浆料外，电解液和成膜剂也是至关重要的组成部分，关系着固体电解质相界面（SEI）膜的化学组成、结构和稳定性等，是决定锂离子电池碳负极和电解液相容性的关键。此外，造孔剂也将影响着负极片的孔隙率，孔隙分布均匀，有利于提高了锂离子的传导，使所制得的锂离子电池的倍率性能与高温循环性能得到了提高。在目前的生产应用中，尤其改善电池的内阻，提升电池的倍率性能和高循环性能，选择更为高效成膜剂、造孔剂的添加工艺和组成，是锂离子电池品质的重要影响因素。

因此，探索一种更为有效且稳定的负极浆料组成及制备方法，提高负极浆料的分散效果，降低电池的内阻，提升电池的倍率性能和高功率下循环寿命无疑具有重要的意义。

发明内容

针对锂离子电池内阻、倍率性能以及循环性能的不足，本发明提供了一种锰酸锂电池负极的制备方法。通过优选负极浆料各原料组成，在负极浆料中添加成膜剂和造孔剂，实现了这两种添加剂有效使用率的大幅提高，从而实现降低所制得的锂离子电池的内阻，提高倍率性能以及循环性能，以满足更高的使用需要。

本发明是通过以下技术实现的：

一种锰酸锂电池负极的制备方法，所述负极是将锂离子电池负极浆料均匀涂覆在负极基流体电解铜箔上，干燥后用镜面碾压机进行碾压并进行热处理制备得到；所述负极浆料由活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂、成膜剂、造孔剂和去离子水混合制得，以去离子水为100重量份计，所述活性物质为65～125重量份，所述导电剂为1～2重量份，所述粘结剂为1.5～3重量份，所述增稠剂为1～3重量份；以活性物质的质量计，所述成膜剂的质量分数为0.5wt%～1.5wt%，所述造孔剂的质量分数为2wt%～4wt%，所述负极浆料的制备方法包括以下步骤：

（1）将增稠剂和占去离子水总量的20wt%～30wt%去离子水混合，搅拌，得到胶状溶液；

（2）将胶状溶液、活性物质和占去离子水总量的40wt%～60wt%去离子水混合，搅拌后得到混合浆液A；

（3）将导电剂、粘结剂、成膜剂、造孔剂和剩余去离子水混合，搅拌，得到混合浆液B；