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CN104201326A - 一种锂离子二次电池极片 - Google Patents

一种锂离子二次电池极片 Download PDF

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CN104201326A CN201410381372.3A CN201410381372A CN104201326A CN 104201326 A CN104201326 A CN 104201326A CN 201410381372 A CN201410381372 A CN 201410381372A CN 104201326 A CN104201326 A CN 104201326A
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侯峰
林斯辉
张光荣
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Abstract

本发明公开了一种锂离子二次电池极片，分为正极极片和负极极片，正极极片由镍钴锰酸锂73.0％～75.5％，锰酸锂17.0％～20.0％，乙炔黑(SP，粒径为40-45nm)4.25％～4.75％，PVDF(聚偏二氟乙烯)2.75％～3.25％的配方配比配制而成，镍钴锰酸锂由镍酸锂∶锰酸锂∶钴酸锂的比为1∶1∶1三种粉末配制而成，负极极片由石墨87.5％～90.5％，乙炔黑(SP，粒径为40-45nm)2.75％～3.25％，乙炔黑A(SP，粒径为30-35nm)2.75％～3.25％，PVDF(聚偏二氟乙烯)4.5％～5.5％，草酸0.09％～0.11％的配方配比配制而成，采用本发明的锂离子二次电池极片，使电芯的最大瞬间放电电流达到30C，处于同行业先进水平。

Description

一种锂离子二次电池极片
技术领域
本发明涉及一种锂离子二次电池极片，属于锂离子电池领域。
背景技术
大倍率性能锂离子二次电池广泛应用于矿灯、电动工具及一些大型设备，特别是用在军事方面，战术便携装备(如通信、指挥、侦察和定位等设备)多以锂离子电池为核心供电单元，能够满足多种使用模式下的设备用电需求。
国内外对大倍率性锂离子二次电池的研究也不断升温，其中改变电池内部的设计是改善锂离子电池高倍率放电性能的主要途径，增加电极极片上焊接的极耳数量能够降低电池的内阻，提高电池的放电平台，电极活性物质与导电剂、粘结剂的配比、电极片的面密度对锂离子电池的高倍率放电性能具有很大的影响，目前同行锂离子二次电池对极片材料未能做到很好的配比优化，持续放电电流在10C-15C之间，最大瞬间放电电流在20-25C之间，放电倍率一般。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种锂离子二次电池极片，使电芯的最大持续放电电流达到20C，最大瞬间放电电流达到30C，提高电芯一致性及安全性。
为实现上述目的，本发明的锂离子二次电池极片，分为正极极片和负极极片，正极极片由镍钴锰酸锂73.0％～75.5％，锰酸锂17.0％～20.0％，乙炔黑(SP，粒径为40-45nm)4.25％～4.75％，PVDF(聚偏二氟乙烯)2.75％～3.25％配制而成，镍钴锰酸锂由镍酸锂∶锰酸锂∶钴酸锂的比为1∶1∶1三种粉末配制而成，负极极片由石墨87.5％～90.5％，乙炔黑(SP，粒径为40-45nm)2.75％～3.25％，乙炔黑A(SP，粒径为30-35nm)2.75％～3.25％，PVDF(聚偏二氟乙烯)4.5％～5.5％，草酸0.09％～0.11％配制而成。
本发明的锂离子二次电池极片与现有技术相比具有如下优异效果。
采用本发明的锂离子二次电池极片，使电芯的最大瞬间放电电流达到30C，处于同行业先进水平，此正极配方设计，优化了正极活性材料、导电剂、粘结剂的比率，在增加导电剂含量的情况下，正极极片具有良好的粘附力，在制片及卷绕过程不会出现掉料的现象，提高了电芯一致性及安全性；此负极配方优化了负极活性材料、导电剂、粘结剂的比率，在增加导电剂含量的情况下，负极极片具有良好的粘附力，在制片及卷绕过程不会出现掉料的现象，提高了电芯一致性及安全性。
具体实施方式
下面对本发明的锂离子二次电池极片做进一步的详细描述。
本发明的锂离子二次电池极片分为正极极片和负极极片，正极极片由镍钴锰酸锂73.0％～75.5％，锰酸锂17.0％～20.0％，乙炔黑(SP，粒径为40-45nm)4.25％～4.75％，PVDF(聚偏二氟乙烯)2.75％～3.25％配制而成，镍钴锰酸锂由镍酸锂∶锰酸锂∶钴酸锂的比为1∶1∶1三种粉末配制而成，负极极片由石墨87.5％～90.5％，乙炔黑(SP，粒径为40-45nm)2.75％～3.25％，乙炔黑A(SP，粒径为30-35nm)2.75％～3.25％，PVDF(聚偏二氟乙烯)4.5％～5.5％，草酸0.09％～0.11％配制而成。
本发明的锂离子二次电池极片分为正极极片和负极极片，正极极片和负极极片的配备均为重量百分比，按本发明的配方配比备料，按常规生产工艺制作，再分别涂覆在正极集流体和负极集流体上即可。
极片生产制造工艺包含两个部分：配料过程和涂覆过程。
配料过程：
正极片配料：描述搅拌过程及过程参数控制，
1.加入NMP溶剂和2.75％～3.25％比例的PVDF制成胶液，要求搅拌机器公转转速为：15-45rpm，自转转速为：800-2000rpm，时间为：1h；
2.用粘度计测试胶液粘度；
3.加入4.25％～4.75％比例的乙炔黑，要求搅拌机器公转转速为：15-45rpm，自转转速为：800-2000rpm，时间为：1h；
4.加入17.0％～20.0％比例的锰酸锂，要求搅拌机器公转转速为：45rpm，自转转速为：800-2000rpm，时间为：2h；
5.加入73.0％～75.5％比例的镍钴锰酸锂，要求搅拌机器公转转速为：15-45rpm，自转转速为：800-2000rpm，时间为：2h；
6.用粘度计测试浆料粘度，粘度范围1500-6000mPa.s，如果粘度不在范围内，加入NMP进行调节；
7.如浆料粘度在要求范围内则浆料过筛转入涂覆工序，涂覆涂于10-30um的铝箔上，烘烤干，烘烤温度65-130℃，烘烤干后即成为正极片。
负极片配料：描述搅拌过程及过程参数控制，(NMP为溶剂)
1.加入NMP溶剂和4.5％～5.5％比例的PVDF制成胶液，要求搅拌机器公转转速为：15-45rpm rpm，自转转速为：800-2000rpm，时间为：1h；
2.用粘度计测试胶液粘度；
3.加入2.75％～3.25％比例的乙炔黑，要求搅拌机器公转转速为：15-45rpmrpm，自转转速为：800-2000rpm，时间为：1h；
4.加入2.75％～3.25％比例的乙炔黑A，要求搅拌机器公转转速为：15-45rpmrpm，自转转速为：800-2000rpm，时间为：1h；
5.加入87.5％～90.5％比例的石墨，要求搅拌机器公转转速为：15-45rpmrpm，自转转速为：800-2000rpm，时间为：2h；
6.加入0.09％～0.11％比例的草酸，要求搅拌机器公转转速为：15-45rpmrpm，自转转速为：800-2000rpm rpm，时间为：1h；
7.用粘度计测试浆料粘度，粘度范围1500-6000mPa.s，如果粘度不在范围内，加入NMP进行调节；
8.涂覆涂于8-20um的铜箔上，烘烤干，烘烤温度65-130℃，烘烤干后即成为负极片。
乙炔黑由碳化钙法或石脑油(粗汽油)热解时副产气分解精制得到的纯度99％以上的乙炔，经连续热解后得到的碳黑。

Claims (1)

1.一种锂离子二次电池极片，分为正极极片和负极极片，其特征在于正极极片由镍钴锰酸锂73.0％～75.5％，锰酸锂17.0％～20.0％，乙炔黑(SP，粒径为40-45nm)4.25％～4.75％，PVDF(聚偏二氟乙烯)2.75％～3.25％配制而成，镍钴锰酸锂由镍酸锂∶锰酸锂∶钴酸锂的比为1∶1∶1三种粉末配制而成，负极极片由石墨87.5％～90.5％，乙炔黑(SP，粒径为40-45nm)2.75％～3.25％，乙炔黑A(SP，粒径为30-35nm)2.75％～3.25％，PVDF(聚偏二氟乙烯)4.5％～5.5％，草酸0.09％～0.11％配制而成。
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