[发明专利]锂离子二次电池正极片集流体的涂布方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池正极片集流体的涂布方法，尤其是一种具有良好覆箔效果的锂离子二次电池正极片集流体的涂布方法。

背景技术

自20世纪90年代商业化应用以来，锂离子二次电池已占据全球二次电池市场规模的70％以上。锂离子电池正极材料的研究也越来越深入，研究者们通过各种方法改善正极材料的性能以使提高电池的使用效能。众所周知，材料的粒度越小，Li⁺在材料中迁移时需要穿越的路径越短，大倍率充放电性能越好。对于磷酸体系的正极材料而言，小粒径的材料更有利于其离子电导率的提高。因而，正极材料制造商将锂离子电池正极材料尤其是磷酸体系正极材料(如LiFePO4、Li₃V₂(PO₄)₃等)的粒度多控制在纳米级或者亚微米级。然而，这种小粒径的正极材料具有较大的比表面积，较高的比表面能，与正极集流体的亲和性较差，在实际生产应用过程中会增加正极材料涂布的难度，容易发生正极材料掉料、剥离、脱落，给正极片集流体的质量和电池性能带来不利影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有良好覆箔效果的锂离子二次电池正极片集流体的涂布方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子二次电池正极片集流体的涂布方法，包括以下步骤：首先在正极片集流体上涂布一层下层正极浆料，再在下层正极浆料上涂布一层上层正极浆料；下层正极浆料的正极材料含有40wt％～100wt％的大粒径正极材料和0wt％～60wt％的小粒径正极材料；大粒径正极材料的粒径D₅₀为8μm～18μm，小粒径正极材料的粒径小于大粒径正极材料的粒径。

在这里所说的“上层正极浆料”中，正极材料为颗粒较小的纳米或者亚微米级正极材料，例如LiFePO4、Li₃V₂(PO₄)₃等磷酸体系正极材料。

在正极片的制作工艺中，正极片集流体(Al、Ni等)进行涂布之后要进行压片。采用本发明方法进行正极片集流体涂布，正极片集流体和上层正极浆料之间有一层下层正极浆料，而下层正极浆料中的正极材料含有40wt％～100wt％的大粒径正极材料，在涂布之后的压片过程中，下层正极浆料中的大粒径正极材料会嵌入集流体，大粒径正极材料与集流体之间会产生一种机械嵌合作用，大粒径正极材料颗粒嵌入到集流体中，一方面使下层正极浆料与集流体形成较好的覆箔效果，另一方面在集流体上形成粗糙表面；下层正极浆料在集流体上形成的粗糙表面有利于改善上层正极浆料(其中的正极材料为小粒径正极材料)的覆箔效果；另外，上层正极浆料与下层正极浆料之间的粘接属于正极浆料与正极浆料之间的粘接，其覆箔效果优于上层正极浆料(其中的正极材料为小粒径正极材料)直接涂布在集流体上的覆箔效果。

下层正极浆料的厚度可选择为40μm～80μm。

下层正极浆料的正极材料可以全部是大粒径正极材料，也可以是大粒径正极材料和小粒径正极材料的混合体。采用大粒径正极材料和小粒径正极材料的混合体可以提高下层正极材料的致密度。

在下层正极浆料上涂布一层上层正极浆料之后，对正极片集流体进行烘烤，烘烤温度区间为：前段60～80℃，中段80～100℃，后段100～120℃，前段、中段和后段各段的烘烤时间均为0.5min～2min。

下层正极浆料的正极材料中的小粒径正极材料也可以选用与上层正极浆料中的正极材料同样的材料。这样可进一步改善上下层材料的结合可靠程度。

大粒径正极材料为LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄以及具有层状结构或尖晶石结构且能够作为锂离子二次电池正极材料或者电极添加剂的化合物中的至少的一种，或者一种以上的组合。这些大粒径正极材料可以是单一化合物，也可以是经掺杂处理的化合物。