一种锂离子电池正极的制备方法技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池正极的制备方法，包括如下步骤：在集流体表面涂布第一正极浆料形成第一电极层；在第一电极层表面涂布第二正极浆料形成第二电极层，所述第二正极浆料包括第二溶剂和占第二溶剂10‑15wt%的乙二醇醚类添加剂；所述第二溶剂为NMP；在涂布所述第一正极浆料前，使用低沸点有机溶剂对所述集流体的表面进行喷雾处理；所述低沸点有机溶剂选己烷、戊烷、环戊烷中的一种；通过在第二电极层中添加乙二醇醚，并在涂布第一正极浆料前使用低沸点有机溶剂对所述集流体的表面进行喷雾处理，有效降低了电极的吸水性。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极的制备方法
本专利技术涉及锂电池领域，尤其涉及一种锂离子电池正极的制备方法。
技术介绍
锂离子电池因其重量轻、比能量/比功率高、自放电少、寿命长等特点被视为最具竞争力的电化学储能技术之一。已有研究证实，锂离子电池中的水分是有害的，其会影响极片粘结力的强度，甚至对电池的循环性能、倍率性能等产生不利的影响。因此，在锂电池生产的各个环节均对水分均要求做到严格控制，比如原料必须烘干，LCO的水分控制标准通常在300ppm以下，锰酸锂的水分控制标准通常在500ppm以下。在实际操作过程中，水分除了原料本身混入的以外，在制备电池的过程中也会吸收水分，比如混浆、涂覆、碾压、剪切等过程均在非干燥间，因此，每个过程都有吸水的可能，通常，非干燥间的环境的相对湿度要求不超过30%，在南方，由于3-8月份的大气湿度较高，因此，这些月份的生产工艺控制流程更为严格。但即便如此，正极浆料常用的溶剂比如NMP等由于与水亲和性较强，因此，容易在涂布等过程中混入水分，进而造成电池性能的下降。
技术实现思路
本专利技术目的之一在于提供一种锂离子电池正极的制备方法，包括如下步骤：在集流体表面涂布第一正极浆料形成第一电极层；在第一电极层表面涂布第二正极浆料形成第二电极层；所述第二正极浆料包括第二溶剂和占第二溶剂10-15wt%的乙二醇醚类添加剂；所述第二溶剂为NMP；所述第一正极浆料包含第一溶剂，所述第一溶剂的沸点低于NMP的沸点。优选地，所述乙二醇醚添加剂类选自乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚中的一种或几种。第一正极浆料可以是干燥后形成包含正极活性物质的正极活性物质层，也可以是其他起到相应功能的功能层，比如PTC层或起到粘结作用的过渡层。在第一电极层未完全干燥的情况下涂覆第二电极层，可以有效增加第一电极层和第二电极层之间的粘结强度，但相对的，会增加第一电极层中溶剂的挥发难度，同时，也使得制备过程中吸入的水分更难以去除。优选地，在涂布第一正极浆料之前，使用低沸点有机溶剂对集流体表面进行喷雾处理，所述低沸点有机溶剂指的是沸点在80℃以下且不能与水相溶的溶剂，包括但不限于的选自己烷、戊烷、环戊烷中的一种或几种中一种或多种。通过喷雾预处理，不仅有效去除集流体表面的气泡，同时，解决了集流体表面因表面能高，亲水性强，导致涂布前容易吸水的问题；优选地，喷雾处理后在50-70℃对集流体进行干燥，干燥结束后涂布第一正极浆料。优选地，所述第一正极浆料包括第一溶剂和相对于第一溶剂3-5wt%的助剂添加剂；所述第一溶剂的沸点低于所述助剂添加剂的沸点。所述助剂添加剂选自乙酸乙酯、异丁醇中的一种或其组合。进一步的，在涂布第一正极浆料后进行第一干燥工艺形成第一电极层，涂布第二正极浆料后进行第二干燥工艺形成第二电极层，第一干燥工艺、第二干燥工艺用以除去第一正极浆料中和第二正极浆料中的易挥发的溶剂或添加剂，优选地，第一干燥工艺和第二干燥工艺均采用加热干燥的方式，干燥温度为50-70℃。作为一种改进的技术方案，涂布第二正极浆料并完成第二干燥工艺后，可以进一步包括涂布第三正极浆料、第四正极浆料……，直到需要的层数为止，在形成的电极层层数大于2层时，干燥工艺的设置不必须与电极层层数相同，可以根据需要对干燥工艺进行设置，比如涂布第三、第四层正极浆料后进行第三干燥工艺，技术人员应该明了，上述改进应包括在本申请的专利技术构思之内。本专利技术对正极的组成没有特别限定，在不违反本专利技术构思的情况下，常规材料都可以用于本专利技术中。第一电极层和第二电极层分别独立的包括正极活性物质、粘结剂、导电剂、固态电解质材料。当第一电极层为PTC层或过渡层等形式时，可以不含有正极活性物质、固态电解质等组分，对应不同的功能层，相应的组分的选择是已知的，此处不再赘述。当第一电极层是活性物质层的一部分时，第一电极层和第二电极层的组成可以相同或不同，作为一种优选的实施方案，第一电极层中的第一粘结剂含量大于第二电极层中的第二粘结剂含量，即最终得到的电极极片靠近集电体一侧的粘结剂浓度大于靠近固态电解质一侧的粘结剂浓度；在这种情况下，第一电极层起到提供与集流体粘结力的作用，第二电极层作为一种特别的实施方式，第二电极层中不含粘结剂，由此将电池的充放电性能释放到最大。技术人员可以理解，所述不含粘结剂是指在制备第二正极浆料时不添加第二粘结剂；在成型过程中，由于第一电极层中的第一粘结剂扩散到第二电极层中的部分，不应理解为第二电极层中包含粘结剂，作为一种定性测定方法，所述第二电极层中不含粘结剂可以理解为整个第二电极层截面方向上靠近固态电解质层一侧的50%厚度范围内不含有粘结剂。优选地，第一粘结剂和第二粘结剂不同，且第一粘结剂的成膜性能优于第二粘结剂。本申请对正极活性物质的种类不做限定，任何不违背本专利技术创新构思的常规正极活性材料均可用于本专利技术中，已知的正极活性物质选自LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiVO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiMn2O4、LiTi5O12、Li(Ni0.5Mn1.5)O4、LiFePO4、LiMnPO4、LiNiPO4、LiCoPO4及LiNbO3中的任意一种或至少两种的组合。其中，LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiVO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有岩盐层状结构，LiMn2O4、LiTi5O12、Li(Ni0.5Mn1.5)O4具有尖晶石结构，LiFePO4、LiMnPO4、LiNiPO4、LiCoPO4、LiNbO3具有橄榄石结构。同时，在正极活性物质表面进行包覆同样是已知的，比如LiNbO3等；第一活性物质和第二活性物质的选择可以相同也可以不同，当第一活性物质和第二活性物质选择上述两种或两种以上正极活性材料时，可以部分相同、全部相同或全部不同。正极中，固态电解质的主要作用是提高电极的离子电导率，因此，对固态电解质的材料没有特别限定，在不违背本专利技术构思的情况下，任何已知的固态电解质材料都是可以使用的，包括但不限于氧化物固态电解质、硫化物固态电解质、硒化物固态电解质中的任意一种。所述氧化物固态电解质可示例的选自LiPON(磷酸锂氧氮化物)、Li1.3Al0.3Ti0.7(PO4)3、La0.51Li0.34TiO0.74、Li3PO4、Li2SiO2、Li2SiO4等。作为硫化物固态电解质，例如可举出Li2S－P2S5、Li2S－P2S5－LiI、Li2S－P2S5－Li2O、Li2S－P2S5－Li2O－LiI、Li2S－SiS2、Li2S－SiS2－LiI、Li2S－SiS2－LiBr、Li2S－SiS2－LiCl、Li2S－SiS2－B2S3－LiI、Li2S－SiS2－P2S5－LiI、Li2S－B2S3、Li2S－P2S5－ZmSn(其中，m、n为正数。Z为Ge、Zn、Ga的任一者。)、Li2S－GeS2、Li2S－SiS2－Li3PO4、Li2S－SiS2－LixMOy(其中，x、y为正数，M为P、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n在集流体表面涂布第一正极浆料形成第一电极层；/n在所述第一电极层表面涂布第二正极浆料形成第二电极层，所述第二正极浆料包括第二溶剂和占第二溶剂10-15wt%的乙二醇醚类添加剂；所述第二溶剂为NMP；/n所述第一正极浆料包含第一溶剂，所述第一溶剂的沸点低于NMP的沸点；/n在涂布所述第一正极浆料前，使用低沸点有机溶剂对所述集流体的表面进行喷雾处理；/n所述低沸点有机溶剂选己烷、戊烷、环戊烷中的一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
在集流体表面涂布第一正极浆料形成第一电极层；
在所述第一电极层表面涂布第二正极浆料形成第二电极层，所述第二正极浆料包括第二溶剂和占第二溶剂10-15wt%的乙二醇醚类添加剂；所述第二溶剂为NMP；
所述第一正极浆料包含第一溶剂，所述第一溶剂的沸点低于NMP的沸点；

【专利技术属性】
技术研发人员：李峥，何泓材，冯玉川，陈凯，杨帆，
申请(专利权)人：苏州清陶新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32