[发明专利]一种锂离子电池极片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种使用泡沫金属作为集流体的锂离子电池极片的制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种具有较高能量密度和良好环保性能的电池，其具有能量高、可靠性高、加工性好等优点，因而被广泛应用于各类便携式电子设备中。

锂离子电池内的电芯一般包括相互叠加卷绕的正极片、隔离膜和负极片，隔离膜间隔于相邻的正、负极片之间以将两种极片绝缘，同时用于保持电解液。正、负极片包括一般分别采用铝箔和铜箔制作的正负极集流体和附着在正负极集流体上、含有正负极活性物质的正负极膜片。传统的锂离子电池电极制作一般是将活性物质浆料涂布在金属箔做成的集流体表面，再经过干燥，冷压后制作成电极极片。但是，由于铝箔和铜箔自身的特性，以其为正负极集流体制成的锂离子电池，当涂布重量很重时，电极内部的导电性能变差，导致锂离子电池在充放电时性能不理想。为了解决这个问题，专利CN 1921190A公开了一种金属集流体，该集流体具有泡沫结构，可以改善涂布重量较大时的充放电问题。当采用泡沫集流体后，锂离子电池集流体因为具有空间网状的结构，使得电极的电子导电能力增强，改善了涂布重量很大时的锂离子电池性能。

泡沫集流体之所以可以改善涂布重量大时的锂离子电池的充放电特性，一方面是因为空间的导电结构，另一方面是因为较大的空隙。其孔隙率一般为80％左右，而针对于如此大的孔隙率，传统的锂离子电池不能满足泡沫集流体电极极片的制作，这主要是因为涂布工艺时浆料由于孔隙的存在不能停留在泡沫集流体内，导致无法完成极片制作这个关键步骤。

有鉴于此，确有必要提供一种操作简单的电极极片制作方法来满足泡沫金属作为集流体的锂离子电池的制作要求，从而获得具有良好的导电性能和循环性能的锂离子电池，为锂离子更为宽广范围的应用提供了保证。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供操作简单的使用泡沫金属作为集流体的锂离子电池极片的制备方法，从而获得具有良好的导电性能和循环性能的锂离子电池，为锂离子更为宽广范围的应用提供了保证。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂离子电池极片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将活性物质、粘结剂、导电剂和溶剂按照一定比例进行混合，得到浆料；

步骤二，根据尺寸要求将泡沫金属剪裁成需要的尺寸，得到泡沫金属集流体；

步骤三，将所述泡沫金属集流体放置在容器中，先在泡沫金属集流体上预留极耳焊接位置，然后将所述浆料浇注或以粉末成型在所述泡沫金属集流体上，使得浆料可以充满泡沫金属集流体内部和上下表面，得到湿极片；

步骤四，在一定温度下加热所述容器，干燥容器内的湿极片，制得干燥极片；

步骤五，将所述干燥极片进行冷压处理，然后焊接极耳，得到锂离子电池极片。

作为本发明锂离子电池极片的制备方法的一种改进，所述泡沫金属为泡沫铝或泡沫铜。

作为本发明锂离子电池极片的制备方法的一种改进，所述泡沫金属的孔隙率不小于60％，因为孔隙率太小会导致泡沫集流体网格线体积大，一是减少能量密度，二会导致膜片内部的集流体分布不够均匀，影响导电性。

作为本发明锂离子电池极片的制备方法的一种改进，所述容器的高度大于或等于所述湿极片的厚度，否则浆料溢出，不能达到极片所需的厚度规格。

作为本发明锂离子电池极片的制备方法的一种改进，步骤四所述温度不小于35℃。干燥温度根据干燥条件和溶剂类型而定，极片物质熔点越高，干燥温度可以越高，如低压、低温干燥；丙酮类溶剂只需稍高于常温即可干燥。

作为本发明锂离子电池极片的制备方法的一种改进，所述容器的耐热温度为至少大于40℃，容器温度要高于浆料干燥温度，保证容器不变形或者融化。

作为本发明锂离子电池极片的制备方法的一种改进，所述锂离子电池极片为正极极片时，所述活性物质为钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂或钴镍锰酸锂；所述锂离子电池极片为负极极片时，所述活性物质为天然石墨、人造石墨、硬碳或软碳。

作为本发明锂离子电池极片的制备方法的一种改进，所述导电剂为导电炭黑、超导炭黑或普通炭黑。

作为本发明锂离子电池极片的制备方法的一种改进，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶或羧甲基纤维素钠。

作为本发明锂离子电池极片的制备方法的一种改进，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮或水。