[发明专利]一种锂离子电池用涂布材料及涂布方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体为一种锂离子电池用涂布材料及涂布方法。

背景技术

锂离子电池:是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态;放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池，而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。而锂离子的制作工艺包括锂电池的正极材料有钴酸锂LiCoO2 、三元材料Ni+Mn+Co、锰酸锂Li2MnO4加导电剂和粘合剂，涂在铝箔上形成正极，负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上，至今比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。具体包括：

1、制浆：用专门的溶剂和粘结剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质；

2、涂膜：通过自动涂布机将正负极浆料分别均匀地涂覆在金属箔表面，经自动烘干后自动剪切制成正负极极片；

3、装配：按正极片-隔膜-负极片-隔膜自上而下的顺序经卷绕注入电解液、封口、正负极耳焊接等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池；

4、化成：将成品电池放置测试柜进行充放电测试，筛选出合格的成品电池，待出厂；

而现有的涂布材料（即正负极浆料），却有一定的不足之处可使分散效果差；应用范围小；电化学性能不够稳定；不能改善锂离子电池的低温性能；不能改善锂离子电池的安全性能，不能改善过充、穿钉、侧压、重物冲击等安全测试，同时现有涂布方法比较复杂，涂布高效低。

所以，如何设计一种锂离子电池用涂布材料及涂布方法，成为我们当前要解决的问题。

发明内容

本发明提供一种锂离子电池用涂布材料及涂布方法，在涂布材料中添加分散剂，通过添加分散剂，可使分散效果好；应用范围广；电化学性能稳定；可改善锂离子电池的低温性能；可改善锂离子电池的安全性能，对过充、穿钉、侧压、重物冲击等安全测试均有改善，同时制备方法科学合理，简单高效，可以有效解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂离子电池用涂布材料，包括正极涂布材料和负极涂布材料，所述正极涂布材料包括正极活性材料、导电添加剂、粘结剂、溶剂和增稠剂，所述正极活性材料为磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、三元材料中一种或几种，所述导电添加剂为碳黑、导电石墨、石墨烯、碳纳米纤维、碳纳米管中一种或几种，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶或聚丙烯腈，所述溶剂为N－甲基吡咯烷酮或水，所述增稠剂羧甲基纤维素钠；

所述负极涂布材料包括负极活性材料、导电添加剂、粘结剂、溶剂、增稠剂和消泡剂，所述负极活性材料为天然石墨、人造石墨、中间相炭微球、硬炭、钛酸锂、锡/碳复合材料、硅/碳复合材料中一种或几种做为负极活性材料，所述导电添加剂为碳黑、导电石墨、石墨烯、碳纳米纤维、碳纳米管中一种或几种，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶或聚丙烯腈，所述溶剂为N－甲基吡咯烷酮或水，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠，所述消泡剂为乙醇；

所述正极涂布材料包括正极活性材料均还包括分散剂，所述分散剂中的表面活性剂为改性聚氧乙烯醚，所述改性聚氧乙烯醚的改性基团为脂肪醇、芳香醇、聚硅氧烷、芳香酸的一种或几种，所述改性聚氧乙烯醚的分子量为2000-10000，所述改性聚氧乙烯醚改性基团链段的分子量为200-5000，所述改性聚氧乙烯醚改性基团链段的分子量最佳为1000-2000；所述分散剂中还包括溶剂、防霉剂和防锈剂；所述分散剂中各成分的质量百分含量为：改性聚氧乙烯醚15％-90％；溶剂5％-80％；防霉剂1％-2％；防锈剂1％-4％；所述溶剂为去离子水、N-甲基吡咯烷酮、醇类或醚类中的一种或几种，或是含6-8个碳的芳香基、3-6个氮的氨基或6-10个碳的直链或支链羟基；所述防霉剂为长效多谱防霉剂；所述防锈剂为有机酸钠盐。

一种锂离子电池用涂布材料的涂布方法，包括如下步骤：