專利名稱：鈦酸鋰電池負極極片制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈦酸鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦酸鋰電池負極極片制作方法。
背景技術(shù)：
目前商用鋰離子電池負極材料大多采用各種嵌鋰碳、石墨。但是，含碳負極材料也存在一些缺點，如在第一次循環(huán)時形成一層表面鈍化薄膜，大大消耗正極材料中的鋰離子，造成很大的容量損失；碳負極的電位與鋰的電位很接近，電池過充時，金屬鋰可能在碳電極表面析出而引發(fā)安全問題；釋放能量的速度不夠快，不適合需要瞬間強電流的設(shè)備等。低電位過渡金屬氧化物及復(fù)合氧化物作為鋰離子電池的負極材料引起了人們的注意，鋰鈦復(fù)合氧化物L(fēng)i4Ti5O12是一種金屬鋰和低電位過渡金屬鈦的復(fù)合氧化物,屬于A2BX4系列,具有缺陷的尖晶石結(jié)構(gòu)，空間群為Fd3m，具有鋰離子的三維擴散通道。理論計算證明，對于尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰，經(jīng)過多次循環(huán)之后，其立方單元晶胞的體積收縮小于1%，鋰嵌入引起的張力變化基本上為零，所以該材料具有很好的穩(wěn)定性和循環(huán)性，并具有很好的電化學(xué)循環(huán)性能?！?br> 在有機電解液體系的鈦酸鋰電池中，集流體一般為表面光滑的鋁箔，但它與活性材料顆粒之間不易形成相互交叉填隙的“嚙合”界面，使兩種物相界面之間粘附不牢、接觸程度不均勻、導(dǎo)電性差，且容易受到其他工藝，如烘干溫度、復(fù)壓壓力等因素的影響，存儲時造成活性材料層膨脹，尤其在吸液后，膨脹程度更大，電極界面阻抗增加，導(dǎo)電性降低，甚至引起活性材料粉化或脫落，導(dǎo)致電池的性能下降。使用記得蝕鋁箔，能提高鋁集流體的界面特性，增加活性材料顆粒與集流體兩相界面的結(jié)合強度及電極結(jié)構(gòu)的均勻性，提高電極的導(dǎo)電性，以提高鈦酸鋰電池的性能。但在實際生產(chǎn)應(yīng)用過程中，鈦酸鋰電池負極物料粘結(jié)性較差，極片掉粉現(xiàn)象嚴重，物料一集流體的親和性較差，使得電池的循環(huán)壽命和倍率性能較動力鋰電池的要求，存在著很大的差距。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種增強負極極片粘結(jié)性，進而提高鋰電池循環(huán)壽命和倍率性能的鈦酸鋰電池負極極片制作方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是鈦酸鋰電池負極極片制作方法，包括集流體制作、漿料配制和漿料涂覆，其改進之處是所述集流體采用刻蝕鋁箔，所述漿料按下列組分及重量百分比配制導(dǎo)電劑2% 10%，粘結(jié)劑3% 10%，溶劑45% 60%，鈦酸鋰35% 45%，漿料配制時操作如下先對原材料鈦酸鋰、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑分別進行干燥預(yù)處理，接著將粘結(jié)劑與溶劑混合均勻，再加入導(dǎo)電劑，充分攪拌后加入鈦酸鋰，攪拌均勻制得漿料。進一步方案是所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、HSV9000中的一種或幾種；所述導(dǎo)電劑為碳納米管、KS-6 ;所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮；所述干燥預(yù)處理是將原材料在80 160°C溫度下、保持真空度為-O. 08 -O. IMpa，干燥24 48小時；所述漿料涂覆時控制雙面面密度為140 250g/ m2，烘干即可。
本發(fā)明對漿料配制工藝作了重要改進，通過對原材料的干燥預(yù)處理，選用特定的油性粘結(jié)劑，并且各組分進行優(yōu)化、充分混合，有效提高了漿料的粘結(jié)性和導(dǎo)電性，加之集流體采用刻蝕鋁箔，增加活性材料顆粒與集流體兩相界面的結(jié)合強度和電極結(jié)構(gòu)的均勻性，提高電極的導(dǎo)電性。由本發(fā)明制作的負極極片，進而制成鈦酸鋰電池，其循環(huán)壽命和倍率性能得到很大提升，能滿足動力鋰電池的使用要求。
具體實施例方式下面通過實例進一步說明本發(fā)明。以刻蝕鋁箔作為集流體，例一、二、三中，漿料及用量(重量份配比)如表I :
表I :
權(quán)利要求
1.一種鈦酸鋰電池負極極片制作方法，包括集流體制作、漿料配制和漿料涂覆，其特征是所述集流體采用刻蝕鋁箔，所述漿料按下列組分及重量百分比配制導(dǎo)電劑2% 10%，粘結(jié)劑3% 10%，溶劑45% 60%，鈦酸鋰35% 45%，漿料配制時操作如下先對原材料鈦酸鋰、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑分別進行干燥預(yù)處理，接著將粘結(jié)劑與溶劑混合均勻，再加入導(dǎo)電劑，充分攪拌后加入鈦酸鋰，攪拌均勻制得漿料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈦酸鋰電池負極極片制作方法，其特征在于所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、HSV9000中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈦酸鋰電池負極極片制作方法，其特征在于所述導(dǎo)電劑為碳納米管、KS-6。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈦酸鋰電池負極極片制作方法，其特征在于所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈦酸鋰電池負極極片制作方法，其特征在于所述干燥預(yù)處理是將原材料在80 160°C溫度下、保持真空度為-O. 08 -O. IMpa，干燥24 48小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈦酸鋰電池負極極片制作方法，其特征在于所述漿料涂覆時控制雙面面密度為140 250g/ m2，烘干即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦酸鋰電池負極極片制作方法，包括集流體制作、漿料配制和涂覆，所述集流體采用刻蝕鋁箔，漿料按下列組分及重量百分比配制導(dǎo)電劑2%～10%，粘結(jié)劑3%～10%，溶劑45%～60%，鈦酸鋰35%～45%，配制時先對原材料干燥預(yù)處理，再先后加入各組分，混合攪拌均勻，涂覆時控制面密度140～250g/㎡。本發(fā)明用于制作鋰電池負極極片，進而制作鈦酸鋰電池，能有效提高負極極片的粘結(jié)劑和導(dǎo)電性，使鋰電池的循環(huán)壽命和倍率性能有很大提升，滿足動力鋰電池的使用要求。
文檔編號H01M4/131GK102945946SQ20121046278
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者潘瑜, 張益明, 程傳捷 申請人:雙登集團股份有限公司