一种锂离子电池电芯及其制备方法技术

技术编号:10659407 阅读:90 留言:0更新日期:2014-11-19 19:14
本发明专利技术公开了一种锂离子电池电芯,其正极材料是由按质量百分比计的以下原料组成:镍钴锰酸锂/镍钴铝酸锂/钴酸锂98.0-98.1%,导电剂0.9-1%,聚偏氟乙烯1%。所述正极材料的导电剂是由按质量百分比计的以下原料组成:鳞片石墨(KS-6)30-70%,碳纳米管(CNT)30-70%。本发明专利技术所述锂离子电池电芯的正极材料中的导电剂在干粉中占有的比例降低到1%以下,提高了涂布的效率,提升极片压实,将锂离子电池电芯的综合性能提升并降低生产成本。本发明专利技术还提供了该锂离子电池电芯的制备方法,该方法具有溶剂使用量少、涂布的效率高和能耗低的特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种锂离子电池电芯,其正极材料是由按质量百分比计的以下原料组成:镍钴锰酸锂/镍钴铝酸锂/钴酸锂98.0-98.1%,导电剂0.9-1%,聚偏氟乙烯1%。所述正极材料的导电剂是由按质量百分比计的以下原料组成:鳞片石墨(KS-6)30-70%,碳纳米管(CNT)30-70%。本专利技术所述锂离子电池电芯的正极材料中的导电剂在干粉中占有的比例降低到1%以下,提高了涂布的效率,提升极片压实,将锂离子电池电芯的综合性能提升并降低生产成本。本专利技术还提供了该锂离子电池电芯的制备方法,该方法具有溶剂使用量少、涂布的效率高和能耗低的特点。【专利说明】
本专利技术属于锂离子电池
,涉及。
技术介绍
目前,市场现有的锂离子电池电芯加工时,浆料中导电剂使用层状结构石墨(鳞 片石墨)与导电炭黑(SP)加工的配方,其正极材料是由按质量百分比计的以下原料组成:: 三元(镍钴锰酸锂)94%,KS-6(鳞片石墨)1%,SP(导电炭黑)2%,PVDF(聚偏氟乙烯)3% ; 目前的配方中锂离子电池电芯的正极材料浆料中导电剂在干粉中占有的比例为3%,对溶 剂的需求量大,涂布的生产效率低,且烘干后极片的压实偏小(3. 55g/cm3),成本高。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的之一旨在提供一种锂离子电池电芯,该锂离 子电池电芯的正极材料中的导电剂在干粉中占有的比例降低到1 %以下,提高了涂布的效 率,提升极片压实,将锂离子电池电芯的综合性能提升并降低生产成本。 本专利技术的目的之二旨在提供一种锂离子电池电芯的制备方法,该方法具有溶剂使 用量少、涂布的效率高和能耗低的特点。 实现本专利技术的目的之一可以通过采取如下技术方案达到: -种锂离子电池电芯,其特征在于,其正极材料是由按质量百分比计的以下原料 组成:镍钴锰酸锂/镍钴铝酸锂/钴酸锂98. 0-98. 1 %,导电剂0. 9-1 %,聚偏氟乙烯1 %。 优选地,所述正极材料的导电剂是由按质量百分比计的以下原料组成:鳞片石墨 (KS-6)30-70%,碳纳米管(CNT)30-70%。 鳞片石墨设定值大于30 %为了充分的发挥其导电核心的作用,且能够起到极片在 挤压过程中,通过石墨层的滑动填充锂离子电芯活性物颗粒之间间隙的作用,提升极片的 整体压实,小于70%为了给碳纳米管导电剂留出足够的量,确保电芯极片整体的导电性能。 碳纳米管设定值大于30%为有足够的导电剂形成导电网面减小极片的内阻,充分 发挥活性物克容量,且能保有定量电解液确保电芯的循环性能;小于70%根据电芯性能要 求不同,预留更多空间鳞片石墨,确保电芯导电性能、极片压实及大电流充放电。且增加剂 量也无助于活性物克容量发挥量增多变更好。 优选地,所述正极材料的导电剂是由按质量百分比计的以下原料组成:鳞片石墨 (KS-6)55.6%,碳纳米管(CNT)44.4%。 toon] 优选地,所述锂离子电池电芯的负极材料,是由按质量百分比计的以下原料组成: 石墨 94. 5-97. 5%,SP0-1. 0%,CMC1-2%,SBR1. 5-2. 5%。 实现本专利技术的目的之二可以通过采取如下技术方案达到: 一种锂离子电池电芯的制备方法,其特征在于,按以下步骤进行: 1)按照上述目的之一所述的正极材料和负极材料的配方配比称取原料,通过双 行星打浆机分别将正极材料、负极材料制作成正极浆料和负极浆料;其中,工艺参数:公转 50Rpm、自转 1500Rpm,时间 3H ; 2)采用间隙涂布机将正极浆料涂覆在铝箔上制成含水量〈0. 12%的正极片,温度 设定在90-130°C,速度7. 5-11米/min ;再采用间隙涂布机将负极浆料涂覆在铜箔上制成含 水量〈0. 4%的负极片,温度设定在85-125°C,速度7. 5-11米/min ; 3)再根据客户需要制作成不同的形状及容量的锂离子电池电芯。 优选地,在步骤1)的正极材料的配方中独立添加占正极材料总量的0. 1-0. 5%的 草酸。可以中和三元的碱性,减少浆料吸水、增强浆料的流动性,提升涂布的稳定性,保障电 芯的容量一致性,涂布后草酸受热分解,不影响电芯的材料配方比例和综合性能。 本专利技术的有益效果在于: 1、本专利技术通过技术改良,将现有市场的正极镍钴锰(523)常规三元的压实由其本 身的3. 55g/cm3提升到3. 65g/cm3,且电芯的综合性能不变。将现有的锂离子电池电芯浆料 中的导电剂在干粉中的占有比例减少2%以上,溶剂的比例减少2%以上,涂布车间生产效 率提高5%以上,极片压实提升0. 1点以上(从3. 55g/cm3提升到3.65g/cm3),制造成本可 以下降0.02元/PCS。因为现用导电炭黑材料的单价为:45元/Kg,鳞片石墨为:80元/Kg, 添加量为3. 5%以上,PVDF粘结剂的添加量为3%,溶剂NMP的添加量为33%,价格为20元 /Kg ;替换品碳纳米管单价为:500元/Kg,鳞片石墨为:80元/Kg,添加总比例为1. 3%,PVDF 粘结剂的添加量为1%,溶剂NMP的添加量为28% ;按照现用的导电剂材料体系(不包含 活性物的)成本为〇. 226元/PCS,按照替换品导电剂材料体系(不包含活性物的)成本为 0. 204元/PCS,材料成本可以降低0. 022元/PCS ;因为浆料固含量的提升涂布的生产效率 可以提闻5%以上。 2、本专利技术的制备方法中配料的溶剂使用量由原来的33%,减少到30%,涂布的效 率提升3% (浆料溶剂含量减少,涂布时极片容易干燥),涂布温度由原来的平均120°C,降 低到现在的115°C,能耗降低4%。本专利技术的制备方法中在步骤1)的正极材料的配方中独 立添加占正极材料总量的〇. 1-1 %的草酸,可以中和三元的碱性,减少浆料吸水、增强浆料 的流动性,提升涂布的稳定性,保障电芯的容量一致性,涂布后草酸受热分解,不影响电芯 的材料配方比例和综合性能。 【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术做具体说明 实施例1 : -种锂离子电池电芯,包括由正极材料制成的正极片和由负极材料制成的负极 片。 正极材料是由按质量百分比计的以下原料组成:镍钴锰酸锂98. 1%,导电剂 0. 9 %,聚偏氟乙烯(PVDF) 1 %。 所述正极材料的导电剂是由按质量百分比计的以下原料组成:鳞片石墨 (KS-6)55.6%,碳纳米管(CNT)44.4%。 负极材料是由按质量百分比计的以下原料组成:石墨95.5 %,SP(导电碳 黑)1.0%,CMC(羧甲基纤维素钠)1.5%,SBR(丁苯橡胶)2.0%。 -种锂离子电池电芯的制备方法,按以下步骤进行: 1)按照上述正极材料和负极材料的配方配比称取原料,通过双行星打浆机分 别将正极材料、负极材料制作成正极浆料和负极浆料;其中,工艺参数:公转50Rpm、自转 1500Rpm,时间 3H ; 2)采用间隙涂布机将正极浆料涂覆在铝箔上制成含水量〈0. 12%的正极片,温度 设定在90-130°C,速度7. 5-11米/min ;再采用间隙涂布机将负极浆料涂覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池电芯,其特征在于,其正极材料是由按质量百分比计的以下原料组成:镍钴锰酸锂/镍钴铝酸锂/钴酸锂98.0‑98.1%,导电剂0.9‑1%,聚偏氟乙烯1%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:邓纶浩刘国壮
申请(专利权)人:广西卓能新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:广西;45

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