4](2)選擇類似附圖1的絲網印刷網版，其網版的目數為500目，絲徑約為35微米，之后將步驟(I)制備的漿料印刷在該絲網印刷網版上，其中網版的高度為80mm，刮刀速度為200mm/s和印刷壓力2kg/cm2。
[0085](3)將經過步驟(2)印刷后的帶有電極薄膜的網版在100°C下干燥Ih得到薄膜電極，印刷涂布后，負極涂布厚度2微米，正極涂布厚度2微米。對正極薄膜電極進行電池充放電電壓平臺的測定，測定結果顯示絲網薄膜電極的充放電平臺良好，絲網印刷方式沒有對電極性能造成影響。對于該磷酸鐵鋰電極，試驗結果容量為8μ Ah/cm2.μ m,薄膜厚度與容量具有一定的線性關系，與鋰片組成電池，IC循環100次后，電池容量無衰減。
[0086]實施例4
[0087](I)按照質量含量正極活性物質鈷酸鋰24.5%，PVDF1.5%，導電石墨3%，以鋁箔作為正極集流體作為活性物質的載體，DMAc70%的比例配制油系正極漿料500g，其中鈷酸鋰的D5。為0.9微米，測定其固含量為30% ;按照質量含量負極活性物質石墨21.5%，石墨D5。為3.5微米，導電石墨2%，以銅箔作為負極集流體作為活性物質的載體，CMC1.5%,SBR0.6%，蒸餾水70%的比例配制水系負極漿料500g，測定其固含量為30%。
[0088](2)選擇類似附圖1的絲網印刷網版，其網版的目數為800目，絲徑約為35微米，之后將步驟(I)制備的漿料印刷在該絲網印刷網版上，其中網版的高度為80mm，刮刀速度為200mm/s和印刷壓力2kg/cm2。
[0089](3)將經過步驟(2)印刷后的帶有電極薄膜的網版在100°C下干燥Ih得到薄膜電極，正極涂布厚度2微米，負極涂布厚度為9微米。對正極薄膜電極進行電池充放電電壓平臺的測定，測定結果顯示絲網薄膜電極的充放電平臺良好，絲網印刷方式沒有對電極性能造成影響。對于該磷酸鐵鋰電極，試驗結果容量為5 μ Ah/cm2.μπι，對于該負極電極，試驗結果容量為10 μ Ah/cm2.μπι。薄膜厚度與容量具有一定的線性關系，與鋰片組成電池，IC循環100次后，電池容量無衰減。
[0090]實施例5
[0091](I)按照質量含量正極活性物質鎳鈷錳酸鋰24.5%,PVDF1.5%，乙炔黑3%，以鋁箔作為正極集流體作為活性物質的載體，DMS070%的比例配制油系正極漿料500g，其中磷酸鐵鋰的D5。為4微米，測定其固含量為30% ;按照質量含量負極活性物質石墨21.5%，乙炔黑2%，以銅箔作為負極集流體作為活性物質的載體，CMC1.5%, SBR0.6%，蒸餾水70%的比例配制水系負極漿料500g，其中石墨的D5q為5微米，測定其固含量為30%。
[0092](2)選擇類似附圖1的絲網印刷網版，其網版的目數為500目，絲徑約為35微米，之后將步驟(I)制備的漿料印刷在該絲網印刷網版上，其中網版的高度為80mm，刮刀速度為200mm/s和印刷壓力2kg/cm2。
[0093](3)將經過步驟(2)印刷后的帶有電極薄膜的網版在100°C下干燥Ih得到薄膜電極，印刷涂布后負極涂布厚度12微米，正極涂布厚度10微米。對正極薄膜電極進行電池充放電電壓平臺的測定，測定結果顯示絲網薄膜電極的充放電平臺良好，絲網印刷方式沒有對電極性能造成影響。對于該磷酸鐵鋰電極，試驗結果容量為6μ Ah/cm2.μ m,薄膜厚度與容量具有一定的線性關系，與鋰片組成電池，IC循環100次后，電池容量無衰減。
[0094]實施例6
[0095](I)按照質量含量正極活性物質磷酸鐵鋰11%，PVDF1%，炭黑3%，以鋁箔作為正極集流體作為活性物質的載體，NMP85 %的比例配制油系正極漿料500g，其中磷酸鐵鋰的D50為4微米，測定其固含量為10% ;按照質量含量負極活性物質鈦酸鋰12%，炭黑1.4%,以銅箔作為負極集流體作為活性物質的載體，CMCl %，SBR0.6%，蒸餾水85%的比例配制水系負極漿料500g，測定其固含量為10%。
[0096](2)選擇類似附圖1的絲網印刷網版，其網版的目數為800目，絲徑約為35微米，之后將步驟(I)制備的漿料印刷在該絲網印刷網版上，其中網版的高度為80mm，刮刀速度為200mm/s和印刷壓力2kg/cm2。
[0097](3)將經過步驟(2)印刷后的帶有電極薄膜的網版在100°C下干燥Ih后不能形成完整的薄膜電極，得到的殘缺的薄膜的電極的厚度不均勻。對其在進行電池充放電電壓平臺的測定，測定結果顯示絲網薄膜電極的充放電平臺較差，與鋰片組成電池，IC循環100次后，電池容量衰減較為嚴重。這說明固含量以及漿料配比對絲網印刷制備薄膜電極的方法是十分重要的。
【主權項】
1.一種鋰離子薄膜電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)配制絲網印刷漿料的正極漿料和負極漿料，其中配制正極漿料的固含量為20%?35%，配制負極漿料固含量為20%?40% ; (2)將步驟(I)制備的正極漿料和負極漿料在絲網印刷網版上進行印刷，得到印刷電極薄膜；以及 (3)將步驟(2)得到的印刷電極薄膜進行干燥最終得到薄膜電極。2.如權利要求1所述制備方法，其中步驟(I)所述正極漿料為油系漿料，所述負極漿料為水系漿料。3.如權利要求1或2所述制備方法，其中步驟(I)所述正極漿料包含正極活性物質，導電材料，正極輔助材料，以及有機溶劑；所述負極漿料包含負極活性物質，導電材料，負極輔助材料，以及溶劑。4.如權利要求3所述制備方法，其中步驟(I)所述正極活性物質為鈷酸鋰，磷酸鐵鋰，錳酸鋰或三元正極材料中任意一種。5.如權利要求3或4所述制備方法，其中步驟(I)所述正極活性物質的D5。小于5微米。6.如權利要求3-5任一項所述制備方法，其中步驟(I)所述負極活性物質為石墨或鈦酸鋰中任意一種。7.如權利要求3-6任一項所述制備方法，其中步驟(I)所述正極漿料的導電材料和負極漿料的導電材料選自導電炭黑，導電石墨或乙炔黑中的一種。8.如權利要求3-7任一項所述制備方法，其中步驟(I)所述正極輔助材料為聚偏氟乙烯，所述負極輔助材料為羧甲基纖維素鈉和丁苯橡膠。9.根據權利要求3-8任一項所述制備方法，其中步驟(I)所述正極漿料的有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮，二甲基乙酰胺，四氟乙烯，二甲基甲酰胺，丁酮，四氫呋喃和/或碳酸二甲酯中的任一種或幾種；其中所述負極漿料所用溶劑為水。10.如權利要求1-9任一項所述制備方法，其中步驟(I)所述正極漿料包含正極活性物質16 %?28 %、導電材料3 %?5 %、正極輔助材料I %?2 %、有機溶劑65 %?80 %;所述負極漿料包含負極活性物質17%?34%、導電材料1.4%?2.8%、羧甲基纖維素鈉1%?2%、丁苯橡膠 0.6%?1.2%、水 60%?80%。11.如權利要求1-10任一項所述制備方法，其中步驟(2)所述絲網印刷網版的絲徑為30?40微米，網版目數為200?800目。12.如權利要求1-11任一項所述制備方法，其中步驟(2)所述絲網印刷網版的高度20mm?70mm,刮刀速度100mm/s?300mm/s和印刷壓力1.5?3kg/cm2。13.如權利要求1-12任一項所述制備方法，其中步驟(3)所述干燥的溫度75?100°C，干燥時間15min?2h。14.一種通過權利要求1-13任一項制備方法制備得到的鋰離子薄膜電極，其厚度低于15微米。15.—種包含權利要求14所述薄膜電極的電池。
【專利摘要】本發明涉及一種鋰離子薄膜電極的制備方法，包括如下步驟：(1)配制絲網印刷漿料的正極漿料和負極漿料，其中配制正極漿料的固含量為20％～35％，配制負極漿料固含量為20％～40％；(2)將步驟(1)制備的正極漿料和負極漿料在絲網印刷網版上進行印刷，得到印刷的電極薄膜；以及(3)將步驟(2)得到電極薄膜進行干燥最終得到薄膜電極。本發明還提供所述方法制備得到的薄膜電極，以及含有該電極的電池。本發明制備出的薄膜電極性能良好，比常規的刮涂等方法更加靈活多變，通過調整印刷的參數以及漿料的配比，活性物質的厚度可在亞微米級到15微米之間靈活控制，設備簡單，成本低，具有廣泛應用。
【IPC分類】H01M4/131, H01M4/136, H01M4/1391, H01M4/1397
【公開號】CN105098144
【申請號】CN201410195043
【發明人】常林榮, 董新義, 郝立星, 馬赫然, 郎佳星
【申請人】納米新能源（唐山）有限責任公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月9日