一种水性胶、应用该水性胶的锂电池及该锂电池的制造方法技术

本发明专利技术提供的一种水性胶，由主粘结剂、辅助粘结剂和消泡剂按重量比例２０－３０∶１－３∶１－５混合组成；所述主粘结剂为聚氧化乙烯、羧甲基纤维素钠或聚乙烯醇中的一种或几种与去离子水配成的混合液，其固含量在１％－１０％；所述辅助粘结剂为丁苯橡胶或聚四氟乙烯中的一种或两种与去离子水配成的混合液，其固含量在３０％－７０％；所述消泡剂为乙醇、乙二醇、丙二醇中的一种或几种混合使用。该水性胶成本低，无毒环保。本发明专利技术还提供一种应用上述水性胶的锂电池，及该锂电池的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池的制造领域，特别与锂电池正极浆料体系有关
技术介绍
随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电 源提出了很高的要求。锂电池具有更高的重量能量比、体积能量比； 电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的 串联电压；自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性；无 记忆效应，锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电 前无需放电；寿命长。正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远 大于500次；可以快速充电。锂电池通常可以采用0. 5-1倍容量的电 流充电，使充电时间縮短至l-2小时；可以随意并联使用；由于电池 中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿 色电池。由于锂电池的诸多优点，使其随之进入了大规模的实用阶段。目前国内锂离子电池正极浆料体系基本还是采用油性体系，即采 用有机材料NMP (N-甲基吡咯烷酮)作为溶剂。使用油性体系有很多 弊端1、醒P本身有一定的毒性，对生产员工的身体不利和不利于 环保；2、与水系相比NMP价格较高且不易回收使生产成本增加；3、 丽P沸点高，涂布及后续烘烤极片时烤箱温度设置相对较高，增加了 耗能提高了生产成本；4、配料、涂布环境湿度要求高，配料、涂布 车间需要安装相应的除湿设备，增加了设备投资。有鉴于此，亟需一种能在保证电池基本性能的基础上，适当降低 锂离子电池生产的投资成本，并减少因正极配料使用丽P造成的环境污染及对员工身体的伤害的替代物质。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于锂电池正极桨料的水性胶，其在保 证电池基本性能的基础上，能降低锂离子电池生产的投资成本，并且 环保，对人体无害。本专利技术的目的还在于提供一种应用上述水性胶的锂电池。本专利技术的再一目的是提供上述锂电池的制造方法。为实现上述目的，本专利技术的解决方案是一种水性胶，由主粘结剂、辅助粘结剂和消泡剂按重量比例20-30 : 1-3 : 1-5混合组成；所述主粘结剂为聚氧化乙烯(PE0)、 羧甲基纤维素钠(CMC)或聚乙烯醇(PVA)中的一种或几种与去离子 水配成的混合液，其固含量在1%-10%;所述辅助粘结剂为丁苯橡胶 (SBR)或聚四氟乙烯(PTFE)中的一种或两种与去离子水配成的混 合液，其固含量在30%-70%;所述消泡剂为乙醇、乙二醇、丙二醇中 的一种或几种混合使用。应用所述水性胶的锂电池，其正极浆料包含重量百分比为 15%-25%的所述水性胶。所述锂电池的制造方法，包括以下步骤第一步，将水性胶与正 极材料在常温物理搅拌下混合制备成均匀的浆料，所述水性胶占正极 浆料的重量百分比为10%-25%，第二步，将该浆料均匀涂布在铝箔上， 第三步，烘烤后做成正极片。所述正极材料包括重量百分比为87%-97. 5%的活性物质和重量百 分比为1%-5%的导电剂。所述活性物质包括钴酸锂、锰酸锂或磷酸铁锂中的一种或几种。所述导电剂包括导电碳黑、乙炔黑或鳞片石墨中的一种或几种。所述第一步，具体包括以下步骤第1步，将占浆料总重的质量百分比为10-20%的主粘结剂与 10-20%的去离子水混合，以30-40Hz的速度搅拌10-60分钟；第2步，加入占浆料总重的0. 05%-3%的导电剂，以40-50Hz的 速度搅拌30-120分钟；第3步，加入占浆料总重的45%-55%的活性物质，以30-40Hz的 速度搅拌30-120分钟；第4步，加入占浆料总重的0.05%-2%的辅助粘结剂，以30-40Hz 的速度搅拌30-120分钟；第5步，加入占浆料总重的10%-25%的去离子水与占浆料总重的 0. 5%-3%的消泡剂，以30-40Hz的速度搅拌30-120分钟；第6步，将第5步搅拌后的浆料过100-120目筛出料。第二步涂布时温度在80-90°C 。第三步烘烤时温度在80-90°C 。采用上述方案后，本专利技术提供的水性胶成本低，无毒环保， 一方 面在保证电池基本性能的基础上，降低锂离子电池生产的投资成本， 另一方面减少因正极配料使用丽P造成的环境污染及对员工身体的 伤害。具有良好的吸附性能和化学性能，并有着极好的粘结性。该水 性胶与正极浆料其他材料包括活性物质导电剂等材料不发生任何化 学反应。具体实施例方式以下为本专利技术提供的锂电池的具体制作方法的一个较佳实施例 1、电池正极的制备正极配比钴酸锂导电剂(乙炔黑+鳞片石墨)主粘结剂(PE0，固含量4%左右):辅助粘结剂(SBR，固含量50%) =95. 35% :2.85% (2 : i) : 1.1% : o. 7% (占浆料总重的质量百分比)正极浆料制备搅拌工艺第1步，将主粘结剂加入搅拌桶中，加入占浆料总重的12%去离子水，以30-40Hz的速度搅拌15分钟； 第2步，加入占浆料总重1.51%的导电剂(乙炔黑+鳞片石墨，乙炔黑鳞片石墨二2 : 1)，以40-50Hz的速度搅拌60分钟；第3步，加入占浆料总重50.58。/。的活性物质钴酸锂，以30-40Hz的速度搅拌100分钟；第4步，加入占浆料总重0.74。/o的辅助粘结剂SBR，以30-40Hz 的速度搅拌90分钟；第5步，加入占浆料总重20. 9%的去离子水与占浆料总重1%的乙 醇，以30-40Hz的速度搅拌30分钟；第6步，将第5步搅拌后的浆料过120目筛出料。正极浆料制备完成后，在80-9(TC下将该浆料均匀涂布在铝箔上，在so-9or下烘干后做成正极片(后续正极片的具体制作方法非本专利技术的改进点，文中不予赘述)。2、 电池负极的制备负极由常规天然石墨按常规配比采用水性 体系制备出均匀浆料涂敷在铜箔烘干后做成负极片(负极片浆料配比 及制作方法为现有技术，且非本专利技术要点，文中不予赘述)，负极各 成分及占总重量的百分数是95.2%天然石墨，1.5%CMC (干粉)， 2. 3%SBR (固含量)，1%乙炔黑。3、 水系正极电池的制备将已制备好的正、负极极片及25, 隔膜巻绕制成巻芯，灌注常规电解液后制成圆柱形机械封口锂离子电 池。4、 作为对比的常规油系正极电池的制备除正极采用常规油系 丽P作为溶剂外，其负极、电解液及制作工艺均与本专利技术电池相同。5、 对本专利技术电池及常规油系正极电池进行基本电性能测试，测试对比数据如下<table>table see original document page 8</column></row><table>从以上数据可看出，利用本专利技术提供的水性胶制作出的锂电池在 某些电性能方面如克比容量和平台效率方面与常规油系正极电池相 比还有一定的差距，但相差不是很大。在某些电性能方面甚至比常规 油系正极还要好，比如说循环性能。综上所述，本专利技术提供的水性胶成本低，无毒环保， 一方面在保 证电池基本性能的基础上，降低锂离子电池生产的投资成本，另一方 面减少因正极配料使用丽p造成的环境污染及对员工身体的伤害。具 有良好的吸附性能和化学性能，并有着极好的粘结性。该水性胶与正 极浆料其他材料包括活性物质导电剂等材料不发生任何化学反应。权利要求1. 一种水性胶，其特征在于由主粘结剂、辅助粘结剂和消泡剂按重量比例20-30∶1-3∶1-5混合组成；所述主粘结剂为聚氧化乙烯、羧甲基纤维素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性胶，其特征在于：由主粘结剂、辅助粘结剂和消泡剂按重量比例２０－３０∶１－３∶１－５混合组成；所述主粘结剂为聚氧化乙烯、羧甲基纤维素钠或聚乙烯醇中的一种或几种与去离子水配成的混合液，其固含量在１％－１０％；所述辅助粘结剂为丁苯橡胶或聚四氟乙烯中的一种或两种与去离子水配成的混合液，其固含量在３０％－７０％；所述消泡剂为乙醇、乙二醇、丙二醇中的一种或几种混合使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李中延，杜国章，
申请(专利权)人：东莞市迈科新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]