[发明专利]高比能量锂离子电池用正极片的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别是涉及一种高比能量锂离子电池 用正极片的制作方法。

背景技术

锂离子电池作为一种20世纪90年代初期发展起来的先进蓄电池，具有高 比能量、高电压、宽工作温度范围、低自放电率和无记忆效应等一系列优点， 近年来在航空航天、空间电源领域，尤其是电动车等领域都有了广泛的应用。 随着应用领域的不断扩大，特别是对锂离子电池比能量的要求也越来越高，而 锂离子电池的比能量与正、负极片的材料体系密切相关。

目前，已被广泛应用的锂离子电池正、负极片的材料体系中，正极材料主 要以传统的钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)、 镍钴锰(1:1:1)和镍钴锂体系为主，负极材料主要以及石墨类为主，这些电极 材料的优势在于应用工艺相对比较成熟，而且长期循环性能相对稳定，不足之 处在于受材料体系的限制，导致电极材料的比容量难以提高，上述正极材料的 理论比容量都在200mAh/g以下，而根据今后锂离子电池发展趋势，上述正极 材料的比容量已远远不满足电池的使用要求。针对高比能量锂离子电池特性的 需求，开发出了高镍三元材料正极材料体系，其比容量可以达到200mAh/g以 上，但由于高镍三元材料特有的高镍成分，其高电压下的循环性能较差。为提 高高电压下的循环性能，在高镍三元材料电极表面涂覆一层钴酸锂正极浆料并 烘干制成正极片，采用该正极片制成的高比能量锂离子电池，减小了产气量， 缓解了气胀现象，提高了电池使用寿命，但是由于对电极涂覆工艺的要求较高， 工艺可行性较低，电池比能量受到钴酸锂体系的限制，降低了原本高镍三元材 料电极的电池比能量，并且电池存在安全隐患问题。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的技术问题，提供电池具有高比能量、高 安全特性的高比能量锂离子电池用正极片的制作方法。

本发明包括如下技术方案：

高比能量锂离子电池用正极片的制作方法，包括高镍三元材料正极片， 其特点是：包括以下步骤：

步骤1将粒径为100nm及以下的氧化物粉末与粘结剂、溶剂混合搅拌成 固含量为2％～30％的氧化物浆料；

步骤2将步骤1制成的氧化物浆料涂覆在所述高镍三元材料正极片两 面，100℃～120℃温度下烘干10min以上，烘干后的高镍三元材料正极片两面 均形成厚度为10μm及以下的氧化物涂层，即完成本发明高比能量锂离子电 池用正极片的制作过程。

本发明还可以采用如下技术措施：

步骤2中将步骤1制成的氧化物浆料涂覆在所述高镍三元材料正极片两 面的方法为通过喷涂设备完成，正极片两面氧化物涂层的厚度通过喷涂设备 的模头参数进行控制。

步骤2中将步骤1制成的氧化物浆料涂覆在所述高镍三元材料正极片两 面的方法为通过凹版印刷设备完成，正极片两面氧化物涂层的厚度通过凹版 印刷设备凹坑的大小及密度进行控制。

所述氧化物为氧化铝、氧化镁、氧化锆或氟化物之一种。

所述粘结剂为水系粘结剂或有机系粘结剂。

所述粘结剂为羧甲基纤维素类、丁苯橡胶或聚偏氟乙烯之一种。

所述溶剂为有机溶剂。

所述溶剂为水、N甲基吡咯烷酮或丙酮之一种。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明通过在高镍三元材料为正极活性物质的电极表面涂覆一层氧化物 涂层，对减少高镍三元材料电极表面与电解液的反应活性面积起到了屏障作 用，有效抑制了电池内部副反应的发生，保证了高镍三元材料为正极的电池 在高温储存以及长期循环时的稳定性，极大地提高了电池的储存和循环寿命， 并且由于抑制了电池内部微短路点的扩散，保证了电池的安全性。

附图说明

图1为本发明中制作的高比能量锂离子电池用正极片结构示意图；

图2为本发明制成的电池与目前公知电池循环数据曲线对比图。

图中：1-集流体，2-氧化物涂层，3-高镍三元材料涂层。

具体实施方式

为能进一步公开本发明的发明内容、特点及功效，特例举以下实例详细 说明如下：