專利名稱：鋰離子二次電池正極片的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種鋰離子二次電池正極片的制備方法，尤其是一種低成本且無污染 的鋰離子二次電池正極片的制備方法。
背景技術：
鋰離子二次電池作為一種綠色環保電池，具有工作電壓高、比能量高和循環壽命 長等優點，因此近年來得到了迅速發展，被廣泛應用在筆記本電腦、數碼相機、手機、MP3、 MP4、電動自行車和電動摩托車等移動設備中。現有的鋰離子二次電池正極片的生產工藝中，正極漿料中通常采用有機溶劑N， N-二甲基吡咯烷酮(NMP)作為溶劑。NMP是一種無色透明液體，其沸點為202°C，閃點為 95°C，容易揮發且對眼睛和皮膚有刺激性。在正極片的制備工藝中，NMP不能直接排放到環 境中，需要通過設備回收利用。整個生產工藝中能源消耗嚴重，對環境有一定的污染性，且 生產成本高。有鑒于此，為了適應環保形勢的需求，確有必要提供一種低成本且無污染的鋰離 子二次電池正極片的制備方法。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種低成本且無污染的鋰離子二次電池正極 片的制備方法。為了解決上述技術問題，本發明提供一種鋰離子二次電池正極片的制備方法，其 包括以下步驟將正極活性物質、粘結劑、導電劑和添加劑通過溶劑攪拌分散均勻獲得正極 漿料；將正極漿料均勻涂覆在正極集流體上并干燥；以及將經過干燥的涂覆有正極漿料的 正極集流體經輥壓、切片制成正極片，其中，正極漿料采用的溶劑為去離子水或者N，N-二 甲基吡咯烷酮(NMP)重量含量為0 20%的去離子水。相對于現有技術，本發明鋰離子二次電池正極片的制備方法具有以下有益技術效 果1、由于正極漿料采用去離子水或者N，N- 二甲基吡咯烷酮(NMP)重量含量為0 20%的去離子水作為溶劑，成本相對于NMP溶劑大大降低，且對環境沒有污染；2、正極漿料采用去離子水或者N，N- 二甲基吡咯烷酮(NMP)重量含量為0 20% 的去離子水作為溶劑，水的沸點為100°C，遠遠低于NMP的沸點202°C，因此正極片干燥過程 中的烘干溫度為70 100°C，較NMP溶劑的烘干溫度低，有利于降低能耗；3、去離子水或者N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)重量含量為0 20%的去離子水為 不燃物，可以降低火災風險。作為本發明鋰離子二次電池正極片制備方法的一種改進，所述正極漿料中的粘結 劑為水性聚偏二氟乙烯乳液。作為本發明鋰離子二次電池正極片制備方法的一種改進，所述正極漿料中的正極活性物質選自鋰的過渡金屬氧化物LiNi02、LiCoO2, LiVPO4, LiMnO2, Li2MnO4, LiFePO4, LiNixMn1^xO2, LiCoxNi1^xO2, LiC0l_(x+y), NixMnyO2 或其組合，其中，x、y、x+y < 1。作為本發明鋰離子二次電池正極片制備方法的一種改進，所述正極漿料中的導電 劑為導電碳黑或納米碳管或其組合。作為本發明鋰離子二次電池正極片制備方法的一種改進，所述正極漿料中的添加 劑為羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸或聚丙烯酸鈉。
下面結合附圖和具體實施方式
，對本發明鋰離子二次電池正極片的制備方法及其 有益技術效果進行詳細說明，其中圖1為采用比較例方法獲得的正極片的鋰離子扣式電池，在室溫下用0. 2C電流充 放電循環20次的循環壽命圖。圖2為采用本發明制備方法實施例1獲得的正極片的鋰離子扣式電池，在室溫下 用0. 2C電流充放電循環20次的循環壽命圖。圖3為采用本發明制備方法實施例2獲得的正極片的鋰離子扣式電池，在室溫下 用0. 2C電流充放電循環20次的循環壽命圖。圖4為采用本發明制備方法實施例3獲得的正極片的鋰離子扣式電池，在室溫下 用0. 2C電流充放電循環20次的循環壽命圖。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖，詳細說明本發明鋰離子二次電池正極片的制備方法，但 本發明的實施例不限于此。比較例正極片的制備將磷酸鐵鋰(LiFePO4)、導電碳黑(Super-P)、水性聚偏二氟乙烯按 重量比90.0 4.0 6.0與N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)混合，攪拌分散均勻得到涂布正 極片的正極漿料，攪拌過程中可以通過NMP調節粘度；然后，將正極漿料均勻地涂布在厚度 為14 μ m的正極集流體鋁箔上并干燥，干燥溫度為120 140°C;最后，經輥壓、切片(即將 正極片進行裁減、切割成所需尺寸)，制得正極片。鋰離子扣式電池的制備將根據上述制備方法獲得的正極片、厚度為20 μ m的聚 丙烯(PP)隔離膜和負極片金屬鋰片順序組裝，經注液、封口制得鋰離子扣式電池。圖1所示為比較例中的鋰離子扣式電池，在室溫下用0. 2C電流充放電循環20次 的循環壽命圖。實施例1正極片的制備將磷酸鐵鋰(LiFePO4)、導電碳黑(Super-Ρ)、聚丙烯酸(PAA)、水 性聚偏二氟乙烯乳液按重量比92 1.5 2 4. 5與去離子水混合，攪拌分散均勻得到涂 布正極片的正極漿料，攪拌過程中可以通過去離子水調節粘度；然后，將正極漿料均勻地涂 布在14 μ m厚的正極集流體鋁箔上并干燥，干燥溫度為70 90°C ；最后經輥壓、切片(即 將正極片進行裁減、切割成所需尺寸)，制得正極片。鋰離子扣式電池的制備將根據上述制備方法獲得的正極片、厚度為20 μ m的聚 丙烯(PP)隔離膜和負極片金屬鋰片順序組裝，經注液、封口制得鋰離子扣式電池。圖2所示為本發明實施例1中的鋰離子扣式電池，在室溫下用0. 2C電流充放電循環20次的循環壽命圖。實施例2正極片的制備將磷酸鐵鋰(LiFePO4)、導電碳黑(Super-P)、聚丙烯酸(PAA)、水 性聚偏二氟乙烯乳液按重量比92 1.5 2 4. 5與N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)重量含 量為20%的去離子水混合，攪拌分散均勻得到涂布正極片的正極漿料，攪拌過程中可以通 過去離子水調節粘度；然后，將正極漿料均勻地涂布在14 μ m厚的正極集流體鋁箔上并干 燥，干燥溫度為80 10(TC ；最后經輥壓、切片(即將正極片進行裁減、切割成所需尺寸)， 制得正極片。鋰離子扣式電池的制備將根據上述制備方法獲得的正極片、厚度為20 μ m的聚 丙烯(PP)隔離膜和負極片金屬鋰片順序組裝，經注液、封口制得鋰離子扣式電池。圖3所示為本發明實施例2中的鋰離子扣式電池，在室溫下用0. 2C電流充放電循 環20次的循環壽命圖。實施例3正極片的制備將鈷酸鋰(LiCoO2)、導電碳黑(Super-P)、聚丙烯酸(PAA)、水性聚 偏二氟乙烯乳液按重量比95. 5 1.5 1 2與去離子水混合，攪拌分散均勻得到涂布 正極片的正極漿料，攪拌過程中可以通過去離子水調節粘度；然后，將正極漿料均勻涂布在 14 μ m厚的正極集流體鋁箔上并干燥，干燥溫度為70 90°C ；最后，經輥壓、切片(即將正 極片進行裁減、切割成所需尺寸)，制得正極片。鋰離子扣式電池的制備將根據上述制備方法獲得的正極片、厚度為20 μ m的聚 丙烯(PP)隔離膜和負極片金屬鋰片順序組裝，經注液、封口制得鋰離子扣式電池。圖4所示為本發明實施例3中的鋰離子扣式電池，在室溫下用0. 2C電流充放電循 環20次的循環壽命圖。本發明鋰離子二次電池正極片的制備方法不僅對環境沒有污染，而且生產成本 低。從圖2至圖4的循環曲線中可以看出，采用本發明制備方法獲得的正極片的鋰離子二 次電池，其循環性能并沒有明顯變化，可以在實際生產過程中應用。需要說明的是，雖然本說明書中分別以正極活性物質LiFePO4和LiCoO2為例對本 發明制備方法進行說明，但是，根據本發明的其他實施方式，正極活性物質也可是LiM02、 LiMnO2, Li2MnO4, LiNixMn1^xO2, LiCoxNi1^xO2, LiC0l_(x+y)、NixMnyO2 或 LiVPO4 (χ、y、x+y < 1)，或 上述正極活性物質的組合；此外，導電劑也可以為導電碳黑或納米碳管或其組合，添加劑可 以為羧甲基纖維素鈉或聚丙烯酸鈉。根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方 式進行變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式
，對本發明的 一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用 了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發明構成任何限制。
權利要求
一種鋰離子二次電池正極片的制備方法，其包括以下步驟將正極活性物質、粘結劑、導電劑和添加劑通過溶劑攪拌分散均勻獲得正極漿料；將正極漿料均勻涂覆在正極集流體上并干燥；以及將經過干燥的涂覆有正極漿料的正極集流體經輥壓、切片制成正極片，其特征在于所述正極漿料采用的溶劑為去離子水或者N，N-二甲基吡咯烷酮重量含量為0～20％的去離子水。
2.根據權利要求1所述的鋰離子二次電池正極片的制備方法，其特征在于所述正極 漿料中的粘結劑為水性聚偏二氟乙烯乳液。
3.根據權利要求1所述的鋰離子二次電池正極片的制備方法，其特征在于所述正極 漿料中的正極活性物質選自鋰的過渡金屬氧化物LiNixMni_x02、LiCo02、LiNi02、LiC0l_(x+y)、 NixMny02、LiCOxNii—A、LiVP04、LiMn02、Li2Mn04、LiFeP04 或其組合，其中，x、y、x+y < 1。
4.根據權利要求1所述的鋰離子二次電池正極片的制備方法，其特征在于所述正極 漿料中的導電劑為導電碳黑或納米碳管或其組合。
5.根據權利要求1所述的鋰離子二次電池正極片的制備方法，其特征在于所述正極 漿料中的添加劑為羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸或聚丙烯酸鈉。
全文摘要
本發明公開了一種鋰離子二次電池正極片的制備方法，其包括以下步驟將正極活性物質、粘結劑、導電劑和添加劑通過溶劑攪拌分散均勻獲得正極漿料；將正極漿料均勻涂覆在正極集流體上并干燥；以及將經過干燥的涂覆有正極漿料的正極集流體經輥壓、切片制成正極片，其中，正極漿料采用的溶劑為去離子水或者N，N-二甲基吡咯烷酮重量含量為0～20％的去離子水。本發明鋰離子二次電池正極片的制備方法中，正極漿料采用的溶劑為去離子水或者N，N-二甲基吡咯烷酮重量含量為0～20％的去離子水，對環境沒有污染，且可降低生產成本。
文檔編號H01M4/62GK101887970SQ20101021323
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者周鐵剛, 朱立寧, 楊勇, 涂健 申請人:寧德新能源科技有限公司;東莞新能源電子科技有限公司