[发明专利]一种静电纺丝锂离子电池负极极片的制备方法

说明书

本发明公开一种静电纺丝锂离子电池负极极片的制备方法，包括如下步骤：将多金属氧酸锂盐溶于去离子水中，形成多金属氧酸锂盐溶液；将石墨加入多金属氧酸锂盐溶液中，并加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，水性粘接剂LA13x，形成纺丝溶液；将纺丝溶液装入静电纺丝仪中进行纺丝，将纺丝溶液纺在铜箔上，丝条致密且均一的粘接在铜箔上，然后将粘接有丝条的铜箔烘干，制得所述电池负极极片。采用静电纺丝工艺制备负极极片相比于传统搅拌涂布工艺，缩短了工艺时间，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种静电纺丝锂离子电池负极极片的制备方法。

背景技术

锂离子电池作为绿色能源的代表，在近几年得到巨大发展，已逐渐应用到汽车动力电池和储能电池领域。但由于锂离子电池材料和工艺的缺陷，限制了其动力和储能领域的大规模应用，目前仅能处于示范阶段，市场认可度不高，主要原因在于电池本身极化和内阻的影响。极化和内阻的影响因素有电子传导性和锂离子传导性，目前锂电池材料很大程度上能满足电子传导性，但锂离子传导性有待提高。且传统的锂离子电池制备工艺包括搅拌，涂布，辊压等工序，工序繁杂，耗费时间长，生产效率低。

另有中国专利申请号为201610698802.3，于2016.12.14公开了一种锂离子电池，采用钨酸镍纳米纤维作为负极材料。本发明还公开了锂离子电池负极材料的制备方法：先量取20mL去离子水，再将水合偏钨酸铵0 .5912g、四水醋酸镍0.5972g加入到去离子水中，充分搅拌至完全溶解，然后加入1.2g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至完全溶解，得到静电纺丝前驱体溶液，再将静电纺丝前驱体溶液装入10mL注射器中，接着将注射器放入静电纺丝仪中，将溶液推进速率设为0.6mL/h，电压设为12KV，喷头与纺丝接收板距离设为12cm，用铝箔收集纺丝，将纺丝从铝箔上取下后，退火升温升到670℃，在670℃的条件下保温1h，从而得到作为锂离子电池负极材料的钨酸镍纳米纤维。上述发明虽然采用静电纺丝，但该方制备的仅是负极材料，得到负极材料后还需要按照传统搅拌涂布方式进行浆料制备，因而生产效率较低。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种静电纺丝锂离子电池负极极片的制备方法，该方法制备的负极材料减小了电池内阻和极化，缩短了工艺时间，提高了生产效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种静电纺丝锂离子电池负极极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将多金属氧酸锂盐溶于去离子水中，形成多金属氧酸锂盐溶液；

(2)将石墨加入多金属氧酸锂盐溶液中，并加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，水性粘接剂LA13x，形成纺丝溶液；

(3)将纺丝溶液装入静电纺丝仪中进行纺丝，接收板为铜箔，喷丝头为多组，喷丝头与接收板的距离为0.1-8cm；电压为16-20KV；喷流速度为0.1-0.3mL/S，丝条致密且均一的粘接在铜箔上，然后将粘接有丝条的铜箔烘干，制得所述电池负极极片。

所述步骤(3)中，铜箔利用涂布机传动，涂布机的传动速度与静电纺丝仪的喷流速度调节相适配，所述相适配即粘接在铜箔上的丝条无重叠，致密且均一。

所述步骤(3)中，喷丝头与接收板的距离为5cm；电压为18KV；喷流速度为0.2mL/S。

所述多金属氧酸锂盐为Li₃XY₁₂O₄₀，Li₄XY₁₂O₄₀中的一种或者多种的混合物，其中：X指P、Si两种元素中任意一种；Y指Mo、W两种元素中任意一种。

将烘干的纺丝膜片裁剪成负极极片。正极用磷酸铁锂采用常规正极浆料制备工艺制备成锂离子电池正极极片，并组装成电池测试。

本发明具有以下优点：