浆料及包含该浆料的极片、锂离子电池电芯的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种浆料及包含该浆料的极片、锂离子电池电芯的制备方法，其中极片的制备方法，包括以下步骤：(1)将正极浆料和负极浆料分别均匀地涂在两块玻璃板上,烘干后在两块玻璃板表面分别形成正极膜和负极膜，将该正极膜和负极膜撕下来备用；(2)将两片正极膜和负极膜分别放在两个基底的两侧，分别热压制成正极片和负极片。本发明专利技术所述的一种极片的制备方法，采用PVDF‑HFP作为正极浆料和负极浆料的粘结剂，其结晶度更低，熔点更低，制成正极膜和负极膜的柔软性更好，离子电导率更好，在用它们制作锂离子电池电芯的热压过程中可以使其与隔膜中的聚合物粘结剂相互熔化粘连更紧密，这样不仅可以去除缝隙，更可以减小电池电芯的厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池领域，尤其是涉及浆料及包含该浆料的极片、锂离子电池电芯的制备方法。
技术介绍
随着锂电池技术的不断发展和客户对锂电池的要求不断提高，锂离子电池正在向着更轻、更薄、更高容量的方向发展。自从18650出现之后在锂离子电池领域已经达到了一个巅峰。这种传统锂离子电池的是通过正负极的活性物质、集流体、隔膜、电解液作为载体，通过锂离子在正负极之间的流动来完成电能与化学能之间的转换的。将浆料通过涂布的方式涂于集流体的表面制成极片，将正负极片与隔膜按照正极片-隔膜-负极片的方式进行覆盖折叠形成电芯，作为传统锂离子电池的电芯。传统圆棒锂电池采用隔膜-负极片-隔膜-正极片-隔膜的方式进行卷绕，制成圆柱体的电芯，因其外部有金属外壳，隔膜和极片之间的间隙几乎可忽略不计。但是软包电池采用柔软的铝塑膜作为外包装，其对与内部电芯并没有大的约束力，因此软包电池需要通过冷热压来使极片和隔膜的间隙变小，但是通过这种方式来减小缝隙还是会存在缝隙，有缝隙内阻就会增大，因此需要找到一种方法来去除缝隙。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种正极浆料，以克服现有技术的缺陷，使正极膜软性更好，离子电导率更好，在施压时粘结更紧密，以去除缝隙。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种正极浆料，包括活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂；所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂的质量比为(90-100)：(1-3)：(1.8-3)：(38-47)；所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂分别为钴酸锂、碳黑、PVDF-HFP和N-甲基吡咯烷酮；浆料粘度为3800-4200cp。优选的，所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂的质量比为95.8：1.5：2.5：43；所述浆料粘度为4000cp。本专利技术的第二个目的在于提出一种负极浆料，以克服现有技术的缺陷，使正极膜软性更好，离子电导率更好，在施压时粘结更紧密，以去除缝隙。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种负极浆料，包括活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂；所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂的质量比为(90-100)：(1-3)：(2.7-4.1)：(65-85)；所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂分别为石墨、碳黑、PVDF-HFP和N-甲基吡咯烷酮；浆料粘度为2800-3200cp。优选的，所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂的质量比为95.4：1：3.4：75；所述浆料粘度为3000cp。正极浆料和负极浆料中的PVDF-HFP可以用PMMA、聚四氟乙烯、聚丙烯酸酯类聚合物等代替。但始终保证正极浆料和负极浆料中的粘结剂为同一种聚合物。本专利技术的第三个目的在于提出一种包含有上述正极浆料或负极浆料的极片的制备方法，以制备含有上述正极浆料或负极浆料的正极片或负极片。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种极片的制备方法，包括以下步骤：(1)将正极浆料或负极浆料均匀地涂在玻璃板上,烘干后在玻璃板表面形成正极膜或负极膜，将该正极膜或负极膜撕下来备用；(2)将两片正极膜或负极膜分别放在基底的两侧，热压制成正极片或负极片；优选的，所述步骤(2)中，将两片同样大小的正极膜放在铝网两侧，于120-160℃进行热压，制成正极片；所述正极膜厚度为50-80μm；优选的，所述热压温度为140℃，所述正极膜厚度为70μm。优选的，所述步骤(2)中，将两片同样大小的负极膜放在铜网两侧，于120-180℃进行热压，制成负极片；所述负极膜厚度为30-60μm；优选的，所述热压温度为150℃，所述负极膜厚度为40μm。本专利技术的第四个目的在于提出一种包含有如上所述的制备方法制备的极片的锂离子电池电芯的制备方法，以制备包含有根据上述制备方法制备的极片的锂离子电池电芯。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种包含有如上所述的制备方法制备的极片的锂离子电池电芯的制备方法，包括以下步骤：(1)取一定量的粘结剂PVDF-HFP和溶剂以质量比(3-6):(5-9)混合制成凝胶，将该凝胶均匀涂于玻璃板的表面烘干制成隔膜，将隔膜撕下来备用；(2)将所述正极片、负极片和隔膜以隔膜-负极片-隔膜-正极片-隔膜的方式进行叠片；(3)将叠片后的正极片、负极片和隔膜放入铝塑膜中注液封边后，放如热压机进行热压，隔膜和正极片、负极片合成一体，形成电芯。其中，粘结剂PVDF-HFP可以用PMMA、聚四氟乙烯、聚丙烯酸酯类聚合物等代替，但是要保证凝胶中的粘结剂与前述的正极浆料和负极浆料中的粘结剂三者为同一种聚合物。优选的，所述步骤(1)中，PVDF-HFP和溶剂以质量比5:7混合制成凝胶；所述溶剂为丙酮和N-甲基吡咯烷酮以质量比3∶7混合的混合溶剂。优选的，所述隔膜的厚度为5～55μm，所述电芯的厚度为175-445μm，所述步骤(3)中热压温度为80～120℃；优选的，所述隔膜的厚度为16μm，所述电芯的厚度为268μm，所述步骤(3)中热压温度为100℃。相对于现有技术，本专利技术所述的一种正极浆料具有以下优势：本专利技术所述的一种正极浆料，采用PVDF-HFP代替传统的PVDF材料，结晶度更低，熔点更低，制成正极膜的柔软性更好，离子电导率更好，在用它们制作锂离子电池电芯的热压过程中可以使其与隔膜中的聚合物粘结剂相互熔化粘连更紧密，这样不仅可以去除缝隙，更可以减小电池电芯的厚度。所述一种负极浆料、包含有上述正极浆料或负极浆料的极片的制备方法与上述正极浆料相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。本专利技术所述的一种包含有如上所述的制备方法制备的极片的锂离子电池电芯的制备方法，在正极片、负极片和隔膜中采用同一聚合物PVDF-HFP作为粘结剂，该粘结剂相对于传统的PVDF材料，结晶度更低，熔点更低，制成隔膜的柔软性更好，离子电导率更好；通过高温和压力可以使得隔膜和极片内的聚合物粘结剂相互熔化粘连更紧密，这样不仅可以去除缝隙，更可以减小锂离子电池电芯的厚度，同时降低锂离子电池的内阻。附图说明图1为本专利技术实施例1所述锂离子电池电芯制备过程中正极片、负极片和隔膜叠片简单工艺流程图。附图标记说明：1-正极膜；2-负极膜；3-铝网；4-铜网；5-隔膜。具体实施方式除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下面结合实施例及附图来详细说明本专利技术。实施例1一种极片的制备方法，包括以下步骤：(1)将正极浆料或负极浆料均匀地涂在玻璃板上,烘干后在玻璃板表面形成正极膜1或负极膜2，将该正极膜1或负极膜2撕下来备用；(2)将两片正极膜1或负极膜2分别放在基底的两侧，热压制成正极片和负极片；所述正极浆料为活性物质钴酸锂、导电剂碳黑、粘结剂PVDF-HFP、稀释剂N-甲基吡咯烷酮以质量比95.8：1.5：2.5：43混合的混合物；浆料粘度为4000cp；所述负极浆料为活性物质石墨，导电剂碳黑，粘结剂PVDF-HFP，稀释剂N-甲基吡咯烷酮以质量比95.4：1：3.4：75混合的混合物；浆料粘度为3000cp；所述步骤(2)中，将两片同样大小的正极膜放在铝网3两侧，于140℃进行热压，制成正极片。所述步骤(2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正极浆料，其特征在于：包括活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂；所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂的质量比为(90‑100)：(1‑3)：(1.8‑3)：(38‑47)；所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂分别为钴酸锂、碳黑、PVDF‑HFP和N‑甲基吡咯烷酮；浆料粘度为3800‑4200cp。

【技术特征摘要】
1.一种正极浆料，其特征在于：包括活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂；所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂的质量比为(90-100)：(1-3)：(1.8-3)：(38-47)；所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂分别为钴酸锂、碳黑、PVDF-HFP和N-甲基吡咯烷酮；浆料粘度为3800-4200cp。2.根据权利要求1所述的正极浆料，其特征在于：所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂的质量比为95.8：1.5：2.5：43；所述浆料粘度为4000cp。3.一种负极浆料，其特征在于：包括活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂；所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂的质量比为(90-100)：(1-3)：(2.7-4.1)：(65-85)；所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂分别为石墨、碳黑、PVDF-HFP和N-甲基吡咯烷酮；浆料粘度为2800-3200cp。4.根据权利要求3所述的负极浆料，其特征在于：所述活性物质、导电剂、粘结剂和稀释剂的质量比为95.4：1：3.4：75；所述浆料粘度为3000cp。5.一种制备包含如权利要求1至4任意一项所述浆料的极片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将正极浆料或负极浆料分别均匀地涂在玻璃板上,烘干后在玻璃板表面形成正极膜或负极膜，将该正极膜或负极膜撕下来备用；(2)将两片正极膜或负极膜分别放在基底的两侧，热压制成正极片或负极片。6.根据权利要求5所述的极片的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，将两片同样大小的正极膜放在铝网两侧，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩越，王琳霞，刘强，祖彤，
申请(专利权)人：辉能天津科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12