專利名稱：鋰電池負(fù)極制備方法及其鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，具體為一種鋰電池負(fù)極制備方法及使用該方法制備的負(fù)極制備的一種鋰電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池作為新一代綠色高能可充電電池，具有電壓高、能量密度大、自放電小、循環(huán)性能好的特點(diǎn)，占據(jù)很多用電器的主導(dǎo)地位。有的小型電動工具需高倍率充放電使用，日使用頻率較高，循環(huán)使用可達(dá)10多次，如果用電器使用壽命要求達(dá)到一年，電池循環(huán)壽命必須達(dá)到3000次左右，雖然鋰離子電池循環(huán)壽命性能較好，如果負(fù)極粘接強(qiáng)度達(dá)不到要求，則隨著循環(huán)次數(shù)的增加，涂層剝離程度加重，從而使電池內(nèi)阻不斷增大，循環(huán)容量加劇下降。傳統(tǒng)工藝為了降低電池內(nèi)阻，裝配過程中負(fù)極片與電池殼體接觸的部分一般沒有活性物質(zhì)，使銅箔集流體與電池殼內(nèi)壁直接接觸，當(dāng)電池在充電過程中，負(fù)極電位降低，電解液必然在銅箔集流體的裸露表面發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氣體，電池發(fā)生氣脹，使正負(fù)極和隔膜發(fā)生分離并影響電池壽命。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以上不足，本發(fā)明提出了一種高強(qiáng)度鋰離子電池負(fù)極制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種鋰電池負(fù)極制備方法，它包括以下步驟
(1)將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、納米碳纖維、粘合劑丁苯橡膠、水性粘合劑混合均勻；所述石墨為粒度為18. 0-22. 0 μ m的類球形石墨和比表面積彡20. 0 m2/g的兩種石墨混合；
(2)制成糊狀膠合劑，均勻涂敷在銅箔兩側(cè)；
(3)接著真空干燥，輥壓、裁切，成負(fù)極片。負(fù)極配方中混合兩種型號為M5和F 4的石墨，分別為粒度為18. 0-22. 0 μ m的類球形石墨和比表面積彡20. 0 m2/g的石墨；粒度為18. 0-22. 0 μ m的類球形石墨屬純?nèi)嗽焓辖?jīng)球化\分級而得，粒度分布均一，比容量高；比表面積< 20. 0 m2/g的石墨，具有良好導(dǎo)電性能，能有效降低電池內(nèi)阻；分散性好。增加石墨，可避免單一的沉淀現(xiàn)象(漿料的分層現(xiàn)象)。配方中在原導(dǎo)電碳黑的基礎(chǔ)上添加比例較小的納米超長碳纖維VGCF，提高電池導(dǎo)電性，降低內(nèi)阻。粘合劑為SBR、LA133 (水性粘合劑)，本發(fā)明在加SBR的基礎(chǔ)上加水性粘合劑LA133替代羧甲基纖維素鈉，此粘合劑是以水為分散介質(zhì)的環(huán)保型粘合劑，可使?jié){料中粉體不易沉降，粘合性強(qiáng)。電極的壓實(shí)密度控制在1. 6士0. 2g/cm3,既保證強(qiáng)度和導(dǎo)電性，又不會因密度過大而產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象。所述活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF, SBR、LA133的配比為(按重量份數(shù)計(jì))75— 85 8—12 0.5—1.5 2—4 5—7。所述活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF, SBR、LA133的配比為(按重量份數(shù)計(jì))80 10 1 3 6。
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一種鋰電池，包括以LiFePO4為主體的正極、負(fù)極、隔膜和堿性電解液， a、其負(fù)極按以下方法制備
(1)將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、納米碳纖維、粘合劑丁苯橡膠、水性粘合劑混合均勻；所述石墨為粒度為18. 0-22. 0 μ m的類球形石墨和比表面積彡20. 0 m2/g的兩種石墨混合；
(2)制成糊狀膠合劑，均勻涂敷在銅箔兩側(cè)；
(3)接著真空干燥，輥壓、裁切，成負(fù)極片； b、其正極按以下方法制備
LiFePO4、導(dǎo)電石墨、PVDF混合均勻，攪拌成糊狀，均勻地涂敷在鋁箔的兩側(cè)，在氮?dú)饬飨赂稍镆猿ビ袡C(jī)物分散劑，然后用輥壓機(jī)壓制成型，剪切，成極片。C、隔膜采用聚丙烯微孔膜；
d、電解液為LiPF6,溶劑為EC (碳酸乙烯酯)、DEC (碳酸二乙酯)、DMC (碳酸二甲酯)混合液。上述鋰電池，其采用以下優(yōu)選方案制備 a、其負(fù)極按以下方法制備
(1)將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、納米碳纖維、粘合劑丁苯橡膠、水性粘合劑混合均勻；所述活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF、SBR、LA133的配比為(按重量份數(shù)計(jì))80 10 1:3:6 ；所述石墨為粒度為18. 0-22. 0 μ m的類球形石墨和比表面積彡20. 0 m2/g的兩種石墨混合；
(2)制成糊狀膠合劑，均勻涂敷在銅箔兩側(cè)；
(3)接著真空干燥，輥壓、裁切，成負(fù)極片； b、其正極按以下方法制備
LiFePO4、導(dǎo)電石墨、PVDF按重量比為86 9 5的比例混合均勻，攪拌成糊狀，均勻地涂敷在鋁箔的兩側(cè)，涂層厚度為16 μ m，在氮?dú)饬飨赂稍镆猿ビ袡C(jī)物分散劑，然后用輥壓機(jī)壓制成型，剪切，成極片。C、隔膜采用聚丙烯微孔膜；
d、電解液為lmol L-1LiPF6,溶劑為EC (碳酸乙烯酯)、DEC (碳酸二乙酯)、DMC (碳酸二甲酯)按體積比為1 1 1混合。本發(fā)明的有益效果為為保證涂敷在電解銅箔上的負(fù)極活性物質(zhì)不會脫落，在制備時使用合適的負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑以及定量的粘合劑，另外，活性物質(zhì)全面覆蓋集流體，在活性物質(zhì)中加入合適比例的導(dǎo)電劑，增強(qiáng)導(dǎo)電性，降低電池內(nèi)阻，從而阻止集流體表面發(fā)生還原反應(yīng)，避免發(fā)生氣脹。


圖1為實(shí)施例1制備的電池放電循環(huán)壽命曲線圖2為實(shí)施例1制備的電池充電與放電過程內(nèi)阻對比曲線圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 鋰電池負(fù)極按以下方法制備
(1)將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF(納米碳纖維)、粘合劑SBR(丁苯橡膠)、LA133 (水性粘合劑)混合均勻；所述活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF、SBR、LA133的配比為(按重量份數(shù)計(jì))80 10 1 3 6 ；所述石墨為粒度為18. 0-22. Oym的類球形石墨和比表面積彡20. 0 m2/g的兩種石墨混合；
(2)制成糊狀膠合劑，均勻涂敷在銅箔兩側(cè)；
(3)接著真空干燥，輥壓、裁切，成負(fù)極片； 其正極按以下方法制備
LiFePO4、導(dǎo)電石墨、PVDF按重量比為86 9 5的比例混合均勻，攪拌成糊狀，均勻地涂敷在鋁箔的兩側(cè)，涂層厚度為16 μ m，在氮?dú)饬飨赂稍镆猿ビ袡C(jī)物分散劑，然后用輥壓機(jī)壓制成型，剪切，成極片。隔膜采用聚丙烯微孔膜；
電解液為lmol L-1LiPF6,溶劑為EC (碳酸乙烯酯)、DEC (碳酸二乙酯)、DMC (碳酸二甲酯)按體積比為1 1 1混合。制備18650型圓柱型電池。以容量為1800mAh為例，采用廣州擎天BS9000R電池檢測設(shè)備檢測電池循環(huán)壽命， 對比曲線圖如圖1所示。電池充電與放電過程內(nèi)阻對比曲線圖如圖2所示。實(shí)施例2:
鋰電池負(fù)極按以下方法制備
將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF (納米碳纖維)、粘合劑SBR (丁苯橡膠)、LA133 (水性粘合劑)混合均勻；所述活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF、SBR、LA133的配比為(按重量份數(shù)計(jì))75 12 1.5 2 7 ；所述石墨為粒度為18. 0-22. Oym的類球形石墨和比表面積彡20. 0 m2/g的兩種石墨混合； 其余同實(shí)施例1。實(shí)施例3
鋰電池負(fù)極按以下方法制備
將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF (納米碳纖維)、粘合劑SBR (丁苯橡膠)、LA133 (水性粘合劑)混合均勻；所述活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF、SBR、LA133的配比為(按重量份數(shù)計(jì)):85 8 0. 5 4 5 ；所述石墨為粒度為18. 0-22. Oym的類球形石墨和比表面積彡20. 0 m2/g的兩種石墨混合； 其余同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種鋰電池負(fù)極制備方法，其特征是它包括以下步驟(1)將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、納米碳纖維、粘合劑丁苯橡膠、水性粘合劑混合均勻；所述石墨為粒度為18. 0-22. 0 μ m的類球形石墨和比表面積彡20. 0 m2/g的兩種石墨混合；(2)制成糊狀膠合劑，均勻涂敷在銅箔兩側(cè)；(3)接著真空干燥，輥壓、裁切，成負(fù)極片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池負(fù)極制備方法，其特征在于，所述活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF、SBR、LA133 的配比為(按重量份數(shù)計(jì)):75— 85 8—12 0.5 —1.5 2—4 5—7。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池負(fù)極制備方法，其特征在于，所述活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF、SBR、LA133的配比為(按重量份數(shù)計(jì))80 10 1 3 6。
4.一種鋰電池，包括以LiFePO4為主體的正極、負(fù)極、隔膜和堿性電解液，其特征是a、其負(fù)極按以下方法制備(1)將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、納米碳纖維、粘合劑丁苯橡膠、水性粘合劑混合均勻；所述石墨為粒度為18. 0-22. 0 μ m的類球形石墨和比表面積彡20. 0 m2/g的兩種石墨混合；(2)制成糊狀膠合劑，均勻涂敷在銅箔兩側(cè)；(3)接著真空干燥，輥壓、裁切，成負(fù)極片；b、其正極按以下方法制備LiFePO4、導(dǎo)電石墨、PVDF混合均勻，攪拌成糊狀，均勻地涂敷在鋁箔的兩側(cè)，在氮?dú)饬飨赂稍镆猿ビ袡C(jī)物分散劑，然后用輥壓機(jī)壓制成型，剪切，成極片；c、隔膜采用聚丙烯微孔膜；d、電解液為LiPF6,溶劑為EC(碳酸乙烯酯)、DEC (碳酸二乙酯)、DMC (碳酸二甲酯)混合液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池，其特征在于 a、其負(fù)極按以下方法制備(1)將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、納米碳纖維、粘合劑丁苯橡膠、水性粘合劑混合均勻；所述活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、VGCF、SBR、LA133的配比為(按重量份數(shù)計(jì))80 10 1:3:6 ；所述石墨為粒度為18. 0-22. 0 μ m的類球形石墨和比表面積彡20. 0 m2/g的兩種石墨混合；(2)制成糊狀膠合劑，均勻涂敷在銅箔兩側(cè)；(3)接著真空干燥，輥壓、裁切，成負(fù)極片；b、其正極按以下方法制備LiFePO4、導(dǎo)電石墨、PVDF按重量比為86 9 5的比例混合均勻，攪拌成糊狀，均勻地涂敷在鋁箔的兩側(cè)，涂層厚度為16 μ m，在氮?dú)饬飨赂稍镆猿ビ袡C(jī)物分散劑，然后用輥壓機(jī)壓制成型，剪切，成極片；c、隔膜采用聚丙烯微孔膜；d、電解液為lmolL-1LiPF6,溶劑為EC (碳酸乙烯酯)、DEC (碳酸二乙酯)、DMC (碳酸二甲酯)按體積比為1 1 1混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，具體為一種鋰電池負(fù)極制備方法及使用該方法制備的負(fù)極制備的一種鋰電池。其目的在于提供一種高強(qiáng)度鋰離子電池負(fù)極制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種鋰電池負(fù)極制備方法，它包括以下步驟(1)將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、導(dǎo)電碳黑、納米碳纖維、粘合劑丁苯橡膠、水性粘合劑混合均勻；所述石墨為粒度為18.0-22.0μm的類球形石墨和比表面積≤20.0m2/g的兩種石墨混合；(2)制成糊狀膠合劑，均勻涂敷在銅箔兩側(cè)；(3)接著真空干燥，輥壓、裁切，成負(fù)極片。本發(fā)明的有益效果為負(fù)極活性物質(zhì)不會脫落，導(dǎo)電性增強(qiáng)，電池內(nèi)阻降低，從而阻止集流體表面發(fā)生還原反應(yīng)，避免發(fā)生氣脹。
文檔編號H01M10/052GK102290566SQ20111021793
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者張曙光, 李迎, 趙冬云 申請人:鄒平銘波電源有限公司