正极极片及其制备方法、锂离子电池的制作方法
正极极片及其制备方法、锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡离子电池技术领域，特别设及一种正极极片及其制备方法，包含该 正极极片的裡离子电池。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池具有比容量高、工作电压高、工作溫度范围宽、自放电率低、循环寿命 长、无记忆效应、无污染、质量轻、安全性能好等优点，因而广泛应用于手机、数码相机、笔记 本电脑等移动设备。随着科技的发展，各种采用裡离子电池的数码产品更新升级速度很快， 产品大都趋于便携化、经济化，运就要求裡离子电池产品要向高能量密度方向发展，近年来 W价格昂贵的钻酸裡正极材料为主的裡电池厂家已经很难降低成本，因此很有必要寻找一 种能量密度高、电性能良好同时具有低成本的正极材料。
[0003] 目前裡离子正极材料主要有钻酸裡、儘酸裡、儀酸裡、憐酸铁裡和儀钻儘Ξ元材 料。其中，儀钻儘Ξ元材料因其由于过渡金属间的协同效应，兼具了儘酸裡LiMn2〇4的高安全 性和低成本，钻酸裡LiCo化的良好的循环性能，儀酸裡LiNi化高比容量的优点，同时避免了 它们的缺点，电化学性能优于任一单组分氧化物，被认为是最有应用前景的正极材料，也被 认为是适用于裡电池电动车正极材料的理想选择。
[0004] 但Ξ元材料也有其自身的缺点，材料本身的电导率较差，会导致其倍率性能不理 想，此外在较高的充放电电压下材料的循环性能差，W及材料的不可逆性差，最终影响ΚΞ 元材料为正极材料的裡离子电池充放电效率。运些材料自身存在的明显不足，都制约了 Ξ 元材料的使用范围和进一步应用。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是如何提供一种高效率的正极极片制备方法、高性能 的正极极片及裡离子电池。
[0006] 为此目的，本发明提出了一种正极极片的制备方法，包括W下步骤：
[0007] S1:将Ξ元材料和儘酸裡进行预混合制成正极活性材料；
[000引S2:将所述正极活性材料与粘结剂、导电剂和有机溶剂进行混合打浆，制成稳定的 浆料；
[0009] S3:在所述的浆料中加入预设质量的碳酸裡；
[0010] S4:将所述S3得到的浆料涂布在侣锥带上，并进行烘干、漉压和切片，制成正极极 片。
[0011] 其中较优地，在步骤S1之前还包括:将所述Ξ元材料和儘酸裡进行烘干。
[0012] 其中较优地，所述Ξ元材料和儘酸裡的烘干溫度为120°C-200°C，预混合时间为 2h-10h〇
[0013] 其中较优地，所述正极材料、粘结剂、导电剂构成溶质，其中，所述正极活性材料的 质量占所述溶质的质量的75 % -85 %，所述粘结剂的质量占所述溶质的质量的1 % -10 %，所 述导电剂的质量占所述溶质的质量的;
[0014] 其中，所述溶质溶解在所述有机溶剂中，所述有机溶剂的质量占所述浆料的质量 的 40 %-63 %;
[0015] 所述加入预设质量的碳酸裡的质量是所述溶质的质量的。
[0016] 其中较优地，所述Ξ元材料和儘酸裡的质量比为2 :8-8:2 ;所述Ξ元材料为 LiNio. sCoo. 2Mn〇. 3〇2，所述儘酸裡为 LiMn2〇4。
[0017] 另一方面，本发明还提供了一种正极极片，包括:正极活性材料、粘结剂、导电剂和 碳酸裡;其中，所述正极活性材料的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的 7 5 % - 8 5 %，所述粘结剂的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 % -10 %，所述导电剂的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 % -10 % ;所述 正极活性材料为Ξ元材料和儘酸裡的混合材料，所述Ξ元材料和儘酸裡的质量比为2:8-8: 2;所述碳酸裡的质量是所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的
[001引其中较优地，所述；元材料为LiNio.日Coo. 2Mn0. 302，所述儘酸裡为LiMn204。
[0019] 其中较优地，所述导电剂为导电石墨、导电碳黑、碳纤维和碳纳米管中的一种或多 种。
[0020] 其中较优地，所述有机溶剂为N-甲基化咯烧酬，所述粘结剂为聚偏氣乙締。
[0021] 另一方面，本发明还提供了一种包括上述任意一种正极极片的裡离子电池。
[0022] 通过采用本发明所提供的正极极片，改进了原有单一 Ξ元材料作为正极材料时的 动力裡离子电池的高溫性能和循环稳定性。儘酸裡材料的价格仅为Ξ元材料价格的1/4,大 大降低了材料的成本费用。另外，使用本发明中所提供的正极极片的制备方法，即先将Ξ元 材料与儘酸裡进行预混合，缩短了正极材料与粘结剂及导电剂的融合时间，降低了浆料的 整体制备时间，缩短了正极极片的制备周期，便于大批量、连续化生产，提高了生产效率，从 而进一步提高了经济效益。碳酸裡具有良好的热稳定性、化学稳定性、导裡性，且不易吸潮， 在浆料中加入一定量的碳酸裡可有效抑制电池在循环过程中电解液的分解，同时可使固体 电解质相界面膜(SEI膜)具有更好的黏弹性，有利于裡离子的嵌入，有效的改善了电池的电 化学性能和安全性能。使用上述正极极片所制备的动力裡离子电池与Ξ元裡离子动力电池 相比具有更优的高溫性能和循环性能。
【附图说明】
[0023] 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理 解为对本发明进行任何限制，在附图中：
[0024] 图1示出了本发明正极极片的制备方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
[00%] 实施例1
[0027]如图1所示，本发明提供了一种正极极片的制备方法，包括W下步骤:S1:将Ξ元材 料和儘酸裡进行预混合制成正极活性材料;S2:将所述正极活性材料与粘结剂、导电剂和有 机溶剂进行混合打浆，制成稳定的浆料;S3:在所述的浆料中加入预设质量的碳酸裡，S4:将 所述S3得到的浆料涂布在侣锥带上，并进行烘干、漉压、切片，制成正极极片。其中较优的， 在步骤S1之前还包括:将所述Ξ元材料和儘酸裡进行烘干，制成干粉后再进行混合，能够使 混合更加均匀。其中，可W在真空条件下干燥后采用物理方法将Ξ元材料和儘酸裡进行混 合。其中较优的，Ξ元材料和儘酸裡的烘干溫度为120°C-200°C，预混合时间为化-1化。较优 地，所述正极材料、粘结剂、导电剂构成溶质，其中，所述正极活性材料的质量占所述溶质的 质量的75%-85%，所述粘结剂的质量占所述溶质的质量的，所述导电剂的质量占 所述溶质的质量的;其中，所述溶质溶解在所述有机溶剂中，所述有机溶剂的质量 占所述浆料的质量的40%-63% ;所述加入预设质量的碳酸裡的质量是所述溶质的质量的 1 %-10%。其中较优地，所述Ξ元材料和儘酸裡的质量比为2 : 8-8 : 2 ;所述Ξ元材料为 LiNio. sCoo. 2Mn〇. 3〇2，所述儘酸裡为 LiMn2〇4。
[0028] 实施例2
[0029] 本发明还提供了一种采用实施例1的制备方法生产的正极极片，浆料在烘干后，有 机溶剂蒸发，所W该正极极片包括:正极活性材料、粘结剂、导电剂和碳酸裡;其中，所述正 极活性材料的质量占所述正极活性材 料、粘结剂和导电剂的总质量的75%-85%，所述粘结 剂的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 %-10%，所述导电剂的质量 占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 %-10% ;所述正极活性材料为Ξ元材 料和儘酸裡的混合材料，所述Ξ元材料和儘酸裡的质量比为2:8-8:2;所述碳酸裡的质量是 所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1%-1〇%。立元材料和儘酸裡在真空条件 下干燥后采用物理方法将其混合。其中较优的，所述Ξ元材料为LiNio.5Coo.2Mn〇.3化，所述儘 酸裡为LiMm〇4。所述导电剂为导电石墨、导电碳黑、碳纤维和碳纳米管中的一种或多种。所 述有机溶剂为N-甲基化咯烧酬，所述粘结剂为聚偏氣乙締。所述儘酸裡为尖晶石结构，是由 相互连通的四面体和八面体组成的Ξ维隧道结构。
[0030] 实施例3
[0031] 本发明还提供了一种包含实施例3的正极极片的裡离子电池，动力的裡离子电池 包括:壳体、正极、负极、隔膜和电解液，正极可W采用实施例2中提供的正极极片，负极可W 是人造石墨或天然石墨，隔膜可W为聚乙締(PE)，电解液可W为Ξ元电解液，裡离子电池的 制作过程一般为：正负极配料-正负极制浆-正负极涂布-正负极烘干-正负极漉压-正负极 制片-正负极卷绕-封装-烘烤-注浆-化成-真空密封-分容-产品电池。
[0032] 采用本发明提供的裡离子电池与目前的裡离子电池进行对比试验，目前的裡离子 电池的正极采用Ξ元材料，本发明裡离子电池的正极材料采用Ξ元材料:儘酸裡= 8:2混 合，负极与目前的裡离子电池一样选用人造石墨，电忍采用卷绕结构，容量为lOAh。本发明 提供的裡离子电池与目前的裡离子电池的对比结果见表1。
[0033] 表1本发明的裡离子电池与目前的裡离子电池的对比结果
[0034]
[0035]
[0036] 从表1可W看出，本发明提供的裡离子电池的循环性能好，在循环1000次后的剩余 容量仍能达到96.5%，比目前的裡离子电池的循环性能好很多，并且，在溫度较高时的放电 容量也能达到85%-93%，比目前的裡离子电池的放电容量高出很多，高溫性能提升。可见， 本发明提供的裡离子电池改进了原有单一Ξ元材料作为正极材料时的裡离子电池的高溫 性能和循环稳定性。
[0037] 通过采用本发明所提供的正极极片，改进了原有单一 Ξ元材料做为正极材料时的 动力裡离子电池的高溫性能和循环稳定性。儘酸裡材料的价格仅为Ξ元材料价格的1/4,大 大降低了材料的成本费用。另外，使用本发明中所提供的正极极片的制备方法，即先将Ξ元 材料与儘酸裡进行预混合，缩短了正极材料与粘结剂及导电剂的融合时间，降低了浆料的 整体制备时间，缩短了正极极片的制备周期，便于大批量、连续化生产，提高了生产效率，从 而进一步提高了经济效益。碳酸裡具有良好的热稳定性、化学稳定性、导裡性，且不易吸潮， 在浆料中加入一定量的碳酸裡可有效抑制电池在循环过程中电解液的分解，同时可使固体 电解质相界面膜(SEI膜)具有更好的黏弹性，有利于裡离子的嵌入，有效的改善了电池的电 化学性能和安全性能。使用上述正极极片所制备的动力裡离子电池与Ξ元裡离子动力电池 相比具有更优的高溫性能和循环性能。
[0038] 虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可W在不脱离本发 明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，运样的修改和变型均落入由所附权利要求 所限定的范围之内。
【主权项】
1. 一种正极极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1:将三元材料和锰酸锂进行预混合制成正极活性材料； S2:将所述正极活性材料与粘结剂、导电剂和有机溶剂进行混合打浆，制成稳定的浆 料； S3:在所述的浆料中加入预设质量的碳酸锂； S4:将所述S3得到的浆料涂布在铝箱带上，并进行烘干、辊压和切片，制成正极极片。2. 根据权利要求1所述的正极极片的制备方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括:将 所述三元材料和锰酸锂进行烘干。3. 根据权利要求2所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述三元材料和锰酸锂的 烘干温度为120°C_200°C，预混合时间为2h-10h。4. 根据权利要求1所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述正极材料、粘结剂、导 电剂构成溶质，其中，所述正极活性材料的质量占所述溶质的质量的75%-85%，所述粘结 剂的质量占所述溶质的质量的1 % -1 〇 %，所述导电剂的质量占所述溶质的质量的1 % -10% ； 其中，所述溶质溶解在所述有机溶剂中，所述有机溶剂的质量占所述浆料的质量的 40%-63% ； 所述加入预设质量的碳酸锂的质量是所述溶质的质量的1 % -1 〇 %。5. 根据权利要求1所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述三元材料和锰酸锂的 质量比为2:8-8:2;所述三元材料为LiNio. 5C〇〇. 2Mn〇. 3〇2，所述锰酸锂为LiMn2〇4。6. -种正极极片，其特征在于，包括:正极活性材料、粘结剂、导电剂和碳酸锂;其中，所 述正极活性材料的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的75 %-85%，所述 粘结剂的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1%_1〇%，所述导电剂的 质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 %-1 〇% ;所述正极活性材料为三 元材料和锰酸锂的混合材料，所述三元材料和锰酸锂的质量比为2:8-8:2;所述碳酸锂的质 量是所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 %_1〇%。7. 根据权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述三元材料为LiNio. 5C〇Q. 2Mn〇. 3〇2，所 述锰酸锂为LiMn2〇4。8. 根据权利要求6或7所述的正极极片，其特征在于，所述导电剂为导电石墨、导电碳 黑、碳纤维和碳纳米管中的一种或多种。9. 根据权利要求6或7所述的正极极片，其特征在于，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮， 所述粘结剂为聚偏氟乙烯。10. -种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求6-9任意一项所述的正极极片。
【专利摘要】本发明涉及一种正极极片以及制备方法、锂离子电池，制备方法包括以下步骤：S1：将三元材料和锰酸锂进行预混合制成正极活性材料；S2：将正极活性材料与粘结剂、导电剂和有机溶剂进行混合打浆，制成稳定的浆料；S3：在浆料中加入一定量的碳酸锂：S4：将浆料涂布在铝箔带上，并进行烘干、辊压和切片，制成正极极片。本发明制备的正极极片，改进了锂离子电池的高温性能和循环稳定性，大大降低了材料的成本费用，缩短了正极材料与粘结剂及导电剂的融合时间，提高了生产效率。在浆料中加入适量碳酸锂可有效抑制电池在循环过程中电解液的分解，同时可使固体电解质相界面膜具有更好的黏弹性，有利于锂离子的嵌入，改善了电池的电化学性能和安全性能。
【IPC分类】H01M4/525, H01M4/131, H01M4/505, H01M10/0525, H01M4/62, H01M4/1391
【公开号】CN105489882
【申请号】CN201610024190
【发明人】杨慧敏, 郑淑芬, 贾跃祥, 卢红红
【申请人】北京鼎能开源电池科技股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月14日
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡离子电池技术领域，特别设及一种正极极片及其制备方法，包含该 正极极片的裡离子电池。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池具有比容量高、工作电压高、工作溫度范围宽、自放电率低、循环寿命 长、无记忆效应、无污染、质量轻、安全性能好等优点，因而广泛应用于手机、数码相机、笔记 本电脑等移动设备。随着科技的发展，各种采用裡离子电池的数码产品更新升级速度很快， 产品大都趋于便携化、经济化，运就要求裡离子电池产品要向高能量密度方向发展，近年来 W价格昂贵的钻酸裡正极材料为主的裡电池厂家已经很难降低成本，因此很有必要寻找一 种能量密度高、电性能良好同时具有低成本的正极材料。
[0003] 目前裡离子正极材料主要有钻酸裡、儘酸裡、儀酸裡、憐酸铁裡和儀钻儘Ξ元材 料。其中，儀钻儘Ξ元材料因其由于过渡金属间的协同效应，兼具了儘酸裡LiMn2〇4的高安全 性和低成本，钻酸裡LiCo化的良好的循环性能，儀酸裡LiNi化高比容量的优点，同时避免了 它们的缺点，电化学性能优于任一单组分氧化物，被认为是最有应用前景的正极材料，也被 认为是适用于裡电池电动车正极材料的理想选择。
[0004] 但Ξ元材料也有其自身的缺点，材料本身的电导率较差，会导致其倍率性能不理 想，此外在较高的充放电电压下材料的循环性能差，W及材料的不可逆性差，最终影响ΚΞ 元材料为正极材料的裡离子电池充放电效率。运些材料自身存在的明显不足，都制约了 Ξ 元材料的使用范围和进一步应用。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是如何提供一种高效率的正极极片制备方法、高性能 的正极极片及裡离子电池。
[0006] 为此目的，本发明提出了一种正极极片的制备方法，包括W下步骤：
[0007] S1:将Ξ元材料和儘酸裡进行预混合制成正极活性材料；
[000引S2:将所述正极活性材料与粘结剂、导电剂和有机溶剂进行混合打浆，制成稳定的 浆料；
[0009] S3:在所述的浆料中加入预设质量的碳酸裡；
[0010] S4:将所述S3得到的浆料涂布在侣锥带上，并进行烘干、漉压和切片，制成正极极 片。
[0011] 其中较优地，在步骤S1之前还包括:将所述Ξ元材料和儘酸裡进行烘干。
[0012] 其中较优地，所述Ξ元材料和儘酸裡的烘干溫度为120°C-200°C，预混合时间为 2h-10h〇
[0013] 其中较优地，所述正极材料、粘结剂、导电剂构成溶质，其中，所述正极活性材料的 质量占所述溶质的质量的75 % -85 %，所述粘结剂的质量占所述溶质的质量的1 % -10 %，所 述导电剂的质量占所述溶质的质量的;
[0014] 其中，所述溶质溶解在所述有机溶剂中，所述有机溶剂的质量占所述浆料的质量 的 40 %-63 %;
[0015] 所述加入预设质量的碳酸裡的质量是所述溶质的质量的。
[0016] 其中较优地，所述Ξ元材料和儘酸裡的质量比为2 :8-8:2 ;所述Ξ元材料为 LiNio. sCoo. 2Mn〇. 3〇2，所述儘酸裡为 LiMn2〇4。
[0017] 另一方面，本发明还提供了一种正极极片，包括:正极活性材料、粘结剂、导电剂和 碳酸裡;其中，所述正极活性材料的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的 7 5 % - 8 5 %，所述粘结剂的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 % -10 %，所述导电剂的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 % -10 % ;所述 正极活性材料为Ξ元材料和儘酸裡的混合材料，所述Ξ元材料和儘酸裡的质量比为2:8-8: 2;所述碳酸裡的质量是所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的
[001引其中较优地，所述；元材料为LiNio.日Coo. 2Mn0. 302，所述儘酸裡为LiMn204。
[0019] 其中较优地，所述导电剂为导电石墨、导电碳黑、碳纤维和碳纳米管中的一种或多 种。
[0020] 其中较优地，所述有机溶剂为N-甲基化咯烧酬，所述粘结剂为聚偏氣乙締。
[0021] 另一方面，本发明还提供了一种包括上述任意一种正极极片的裡离子电池。
[0022] 通过采用本发明所提供的正极极片，改进了原有单一 Ξ元材料作为正极材料时的 动力裡离子电池的高溫性能和循环稳定性。儘酸裡材料的价格仅为Ξ元材料价格的1/4,大 大降低了材料的成本费用。另外，使用本发明中所提供的正极极片的制备方法，即先将Ξ元 材料与儘酸裡进行预混合，缩短了正极材料与粘结剂及导电剂的融合时间，降低了浆料的 整体制备时间，缩短了正极极片的制备周期，便于大批量、连续化生产，提高了生产效率，从 而进一步提高了经济效益。碳酸裡具有良好的热稳定性、化学稳定性、导裡性，且不易吸潮， 在浆料中加入一定量的碳酸裡可有效抑制电池在循环过程中电解液的分解，同时可使固体 电解质相界面膜(SEI膜)具有更好的黏弹性，有利于裡离子的嵌入，有效的改善了电池的电 化学性能和安全性能。使用上述正极极片所制备的动力裡离子电池与Ξ元裡离子动力电池 相比具有更优的高溫性能和循环性能。
【附图说明】
[0023] 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理 解为对本发明进行任何限制，在附图中：
[0024] 图1示出了本发明正极极片的制备方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
[00%] 实施例1
[0027]如图1所示，本发明提供了一种正极极片的制备方法，包括W下步骤:S1:将Ξ元材 料和儘酸裡进行预混合制成正极活性材料;S2:将所述正极活性材料与粘结剂、导电剂和有 机溶剂进行混合打浆，制成稳定的浆料;S3:在所述的浆料中加入预设质量的碳酸裡，S4:将 所述S3得到的浆料涂布在侣锥带上，并进行烘干、漉压、切片，制成正极极片。其中较优的， 在步骤S1之前还包括:将所述Ξ元材料和儘酸裡进行烘干，制成干粉后再进行混合，能够使 混合更加均匀。其中，可W在真空条件下干燥后采用物理方法将Ξ元材料和儘酸裡进行混 合。其中较优的，Ξ元材料和儘酸裡的烘干溫度为120°C-200°C，预混合时间为化-1化。较优 地，所述正极材料、粘结剂、导电剂构成溶质，其中，所述正极活性材料的质量占所述溶质的 质量的75%-85%，所述粘结剂的质量占所述溶质的质量的，所述导电剂的质量占 所述溶质的质量的;其中，所述溶质溶解在所述有机溶剂中，所述有机溶剂的质量 占所述浆料的质量的40%-63% ;所述加入预设质量的碳酸裡的质量是所述溶质的质量的 1 %-10%。其中较优地，所述Ξ元材料和儘酸裡的质量比为2 : 8-8 : 2 ;所述Ξ元材料为 LiNio. sCoo. 2Mn〇. 3〇2，所述儘酸裡为 LiMn2〇4。
[0028] 实施例2
[0029] 本发明还提供了一种采用实施例1的制备方法生产的正极极片，浆料在烘干后，有 机溶剂蒸发，所W该正极极片包括:正极活性材料、粘结剂、导电剂和碳酸裡;其中，所述正 极活性材料的质量占所述正极活性材 料、粘结剂和导电剂的总质量的75%-85%，所述粘结 剂的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 %-10%，所述导电剂的质量 占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 %-10% ;所述正极活性材料为Ξ元材 料和儘酸裡的混合材料，所述Ξ元材料和儘酸裡的质量比为2:8-8:2;所述碳酸裡的质量是 所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1%-1〇%。立元材料和儘酸裡在真空条件 下干燥后采用物理方法将其混合。其中较优的，所述Ξ元材料为LiNio.5Coo.2Mn〇.3化，所述儘 酸裡为LiMm〇4。所述导电剂为导电石墨、导电碳黑、碳纤维和碳纳米管中的一种或多种。所 述有机溶剂为N-甲基化咯烧酬，所述粘结剂为聚偏氣乙締。所述儘酸裡为尖晶石结构，是由 相互连通的四面体和八面体组成的Ξ维隧道结构。
[0030] 实施例3
[0031] 本发明还提供了一种包含实施例3的正极极片的裡离子电池，动力的裡离子电池 包括:壳体、正极、负极、隔膜和电解液，正极可W采用实施例2中提供的正极极片，负极可W 是人造石墨或天然石墨，隔膜可W为聚乙締(PE)，电解液可W为Ξ元电解液，裡离子电池的 制作过程一般为：正负极配料-正负极制浆-正负极涂布-正负极烘干-正负极漉压-正负极 制片-正负极卷绕-封装-烘烤-注浆-化成-真空密封-分容-产品电池。
[0032] 采用本发明提供的裡离子电池与目前的裡离子电池进行对比试验，目前的裡离子 电池的正极采用Ξ元材料，本发明裡离子电池的正极材料采用Ξ元材料:儘酸裡= 8:2混 合，负极与目前的裡离子电池一样选用人造石墨，电忍采用卷绕结构，容量为lOAh。本发明 提供的裡离子电池与目前的裡离子电池的对比结果见表1。
[0033] 表1本发明的裡离子电池与目前的裡离子电池的对比结果
[0034]
[0035]
[0036] 从表1可W看出，本发明提供的裡离子电池的循环性能好，在循环1000次后的剩余 容量仍能达到96.5%，比目前的裡离子电池的循环性能好很多，并且，在溫度较高时的放电 容量也能达到85%-93%，比目前的裡离子电池的放电容量高出很多，高溫性能提升。可见， 本发明提供的裡离子电池改进了原有单一Ξ元材料作为正极材料时的裡离子电池的高溫 性能和循环稳定性。
[0037] 通过采用本发明所提供的正极极片，改进了原有单一 Ξ元材料做为正极材料时的 动力裡离子电池的高溫性能和循环稳定性。儘酸裡材料的价格仅为Ξ元材料价格的1/4,大 大降低了材料的成本费用。另外，使用本发明中所提供的正极极片的制备方法，即先将Ξ元 材料与儘酸裡进行预混合，缩短了正极材料与粘结剂及导电剂的融合时间，降低了浆料的 整体制备时间，缩短了正极极片的制备周期，便于大批量、连续化生产，提高了生产效率，从 而进一步提高了经济效益。碳酸裡具有良好的热稳定性、化学稳定性、导裡性，且不易吸潮， 在浆料中加入一定量的碳酸裡可有效抑制电池在循环过程中电解液的分解，同时可使固体 电解质相界面膜(SEI膜)具有更好的黏弹性，有利于裡离子的嵌入，有效的改善了电池的电 化学性能和安全性能。使用上述正极极片所制备的动力裡离子电池与Ξ元裡离子动力电池 相比具有更优的高溫性能和循环性能。
[0038] 虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可W在不脱离本发 明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，运样的修改和变型均落入由所附权利要求 所限定的范围之内。
【主权项】
1. 一种正极极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1:将三元材料和锰酸锂进行预混合制成正极活性材料； S2:将所述正极活性材料与粘结剂、导电剂和有机溶剂进行混合打浆，制成稳定的浆 料； S3:在所述的浆料中加入预设质量的碳酸锂； S4:将所述S3得到的浆料涂布在铝箱带上，并进行烘干、辊压和切片，制成正极极片。2. 根据权利要求1所述的正极极片的制备方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括:将 所述三元材料和锰酸锂进行烘干。3. 根据权利要求2所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述三元材料和锰酸锂的 烘干温度为120°C_200°C，预混合时间为2h-10h。4. 根据权利要求1所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述正极材料、粘结剂、导 电剂构成溶质，其中，所述正极活性材料的质量占所述溶质的质量的75%-85%，所述粘结 剂的质量占所述溶质的质量的1 % -1 〇 %，所述导电剂的质量占所述溶质的质量的1 % -10% ； 其中，所述溶质溶解在所述有机溶剂中，所述有机溶剂的质量占所述浆料的质量的 40%-63% ； 所述加入预设质量的碳酸锂的质量是所述溶质的质量的1 % -1 〇 %。5. 根据权利要求1所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述三元材料和锰酸锂的 质量比为2:8-8:2;所述三元材料为LiNio. 5C〇〇. 2Mn〇. 3〇2，所述锰酸锂为LiMn2〇4。6. -种正极极片，其特征在于，包括:正极活性材料、粘结剂、导电剂和碳酸锂;其中，所 述正极活性材料的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的75 %-85%，所述 粘结剂的质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1%_1〇%，所述导电剂的 质量占所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 %-1 〇% ;所述正极活性材料为三 元材料和锰酸锂的混合材料，所述三元材料和锰酸锂的质量比为2:8-8:2;所述碳酸锂的质 量是所述正极活性材料、粘结剂和导电剂的总质量的1 %_1〇%。7. 根据权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述三元材料为LiNio. 5C〇Q. 2Mn〇. 3〇2，所 述锰酸锂为LiMn2〇4。8. 根据权利要求6或7所述的正极极片，其特征在于，所述导电剂为导电石墨、导电碳 黑、碳纤维和碳纳米管中的一种或多种。9. 根据权利要求6或7所述的正极极片，其特征在于，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮， 所述粘结剂为聚偏氟乙烯。10. -种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求6-9任意一项所述的正极极片。
【专利摘要】本发明涉及一种正极极片以及制备方法、锂离子电池，制备方法包括以下步骤：S1：将三元材料和锰酸锂进行预混合制成正极活性材料；S2：将正极活性材料与粘结剂、导电剂和有机溶剂进行混合打浆，制成稳定的浆料；S3：在浆料中加入一定量的碳酸锂：S4：将浆料涂布在铝箔带上，并进行烘干、辊压和切片，制成正极极片。本发明制备的正极极片，改进了锂离子电池的高温性能和循环稳定性，大大降低了材料的成本费用，缩短了正极材料与粘结剂及导电剂的融合时间，提高了生产效率。在浆料中加入适量碳酸锂可有效抑制电池在循环过程中电解液的分解，同时可使固体电解质相界面膜具有更好的黏弹性，有利于锂离子的嵌入，改善了电池的电化学性能和安全性能。
【IPC分类】H01M4/525, H01M4/131, H01M4/505, H01M10/0525, H01M4/62, H01M4/1391
【公开号】CN105489882
【申请号】CN201610024190
【发明人】杨慧敏, 郑淑芬, 贾跃祥, 卢红红
【申请人】北京鼎能开源电池科技股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月14日
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