一種動力電池用碳納米管涂覆鋁箔及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種動力電池鋁箱，特別涉及一種動力電池用碳納米管涂覆鋁箱及其 制備方法。
【背景技術】
[0002] 在鋰電池的結構中，鋁箱是重要的內層組件之一，其表面性能影響了正極的界面 結構、內阻等，直接影響電池的倍率性能、容量發揮、循環性能等特性。現動力電池行業中普 遍采用非涂覆雙光鋁箱作為正極集流體，正極具體結構如圖1所示。
[0003] 正極活性物質一般由磷酸鐵鋰（平均粒徑2~10 μ m，比表面積10~20m2/g)、三 元材料（平均粒徑8 μ m~16 μ m，比表面積0· 1~2m2/g)、導電劑Super-P (粒徑5 μ m，比 表面積70m2/g)等混合粉末依靠聚偏氟乙烯粘結劑粘接在鋁箱上。正常鋁箱表面光滑無附 著物，因此存在小粒徑、大比表面積的正極漿料與鋁箱之間的接觸面積較少、導電通道缺失 等問題，這就導致正常鋁箱涂覆的正極粘結力差，內阻較大等問題。
【發明內容】
[0004] 本發明為了解決以下技術問題：軟包鋰電池的直流內阻偏大；正極活性物質與鋁 箱粘結性差；大電流放電能力弱；低溫性能差的技術缺陷，提供一種動力電池用碳納米管 涂覆鋁箱。
[0005] 本發明還提供一種動力電池用碳納米管涂覆鋁箱的制備方法。
[0006] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0007] -種動力電池用碳納米管涂覆鋁箱，將碳納米管漿料均勻地涂覆在金屬鋁箱表 面，烘干，得到的復合鋁箱作為正極集流體使用。
[0008] 碳納米管為高比表面積、高長徑比結構，難以均勻分散，目前鮮有關于能分散碳納 米管的報告；本發明在特殊分散劑C500的幫助下，能夠制備均勻分散的漿料。本發明的碳 納米管涂覆鋁箱結構示意圖如圖3所示。由于涂覆鋁箱表面有很多導電性的碳納米管（涂 炭與正常鋁箱對比如圖2)，其與正極顆粒接觸面積更大（碳-碳材料更易于粘結），且導電 通道豐富，因此有效的增加了正極與集流之間的粘結力，降低了電池內阻。
[0009] 作為優選，所述的碳納米管漿料是由以下以質量分數計的組分混合而成：碳納米 管5~12%、粘結劑3. 0%~5. 0%、分散劑0· 5%~4. 0%、溶劑79. 0%~87. 0%。
[0010] 作為優選，所述的溶劑為氮甲基吡咯烷酮，分散劑為分散劑C500,粘結劑為聚偏氟 乙烯。
[0011] -種所述的動力電池用碳納米管涂覆鋁箱的制備方法，該方法包括如下步驟：
[0012] a、漿料配制：將溶劑、粘結劑、分散劑、碳納米管粉料按順序加入雙行星分散設備 進行混合分散，分散時間2h~4h ;
[0013] b、漿料性能檢測：在出料口每隔30min取樣1次，測量漿料的粒度分布、黏度、固含 量并分析其穩定性，漿料粘度在48小時內變化不超過5%，固含量在48小時內變化不超過 0.5%后進入下道工序；
[0014] c、涂布烘干：將上述漿料投入至高精鋰電池涂布機中，按涂覆量0. 2~I. 8g/m2均 勻涂覆在鋁箱表面，控制烘箱溫度95~120°C，走速8~15m/min，使溶劑充分揮發；
[0015] d、鋁箱碾壓：將涂布后的鋁箱經乳制機碾壓，控制碾壓壓力8~10t，得成品碳納 米管涂覆鋁箱。
[0016] 本發明的優點在于：采用碳納米管涂覆鋁箱應用于正極極片中，由于碳納米管增 加了電子導電通道和界面接觸面積，因此提升了正極物質與集流體的粘結力，電池的直流 內阻得到顯著下降，低溫性能、倍率性能及循環壽命大幅提升。
【附圖說明】
[0017] 圖1是正常鋁箱的正極結構；
[0018] 圖2是碳納米管涂覆鋁箱和正常鋁箱的掃描電鏡圖；
[0019] 圖3是本發明采用碳納米管涂覆鋁箱的正極結構示意圖；
[0020] 圖4是不同正極集流體的直流內阻對比圖；
[0021] 圖5是不同正極集流體的低溫放電曲線對比圖；
[0022] 圖6是不同正極集流體的循環壽命對比圖；
[0023] 圖7是不同正極集流體的IOC放電曲線對比圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面通過具體實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。應 當理解，本發明的實施并不局限于下面的實施例，對本發明所做的任何形式上的變通和/ 或改變都將落入本發明保護范圍。
[0025] 在本發明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所采用的設備和原料等 均可從市場購得或是本領域常用的。下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常 規方法。本發明中縮略語和關鍵術語定義如下：
[0026] 碳納米管：由單層或多層石墨蜷曲而成的一維管狀納米材料。
[0027] 碳納米管涂覆鋁箱：將具有一定結構的碳納米管漿料（碳納米管與粘結劑混合的 在氮甲基吡咯烷酮溶液）均勻地涂覆在金屬鋁箱表面，烘干后制得的正極集流體。
[0028] 化成：用專用的電池充放電設備對半成品電池進行充放電，以完成電池的制造、檢 測、篩選。
[0029] 實施例1
[0030] -種所述的動力電池用碳納米管涂覆鋁箱的制備方法，該方法步驟如下：
[0031] a、漿料配制：按照表1所示的配比，將溶劑、粘結劑、分散劑、碳納米管粉料按順序 加入雙行星分散設備進行混合分散，分散時間2h~4h ;所述的溶劑為氮甲基吡咯烷酮，分 散劑為分散劑C500,粘結劑為聚偏氟乙烯；
[0032] b、漿料性能檢測：在出料口每隔30min取樣1次，測量漿料的粒度分布、黏度、固含 量并分析其穩定性，漿料粘度在48小時內變化不超過5%，固含量在48小時內變化不超過 0.5%后進入下道工序；
[0033] c、涂布烘干：將上述漿料投入至高精鋰電池涂布機中，按涂覆量0. 2~I. 8g/m2均 勻涂覆在鋁箱表面，控制烘箱溫度95~120°C，走速8~15m/min，使溶劑充分揮發；
[0034] d、鋁箱碾壓：將涂布后的