[发明专利]一种含多元复合导电剂的锂离子电池正极极片的制备方法

说明书

本发明属于动力锂离子电池技术领域，具体涉及一种含多元复合导电剂的锂离子电池正极极片的制备方法，包括：(1)在合浆缸中依次加入PVDF和极性溶剂NMP，打胶40～60min，加入石墨烯粉体、石墨粉和镍粉；继续打胶，得到混合液；(2)将正极活性物质加入到混合液中搅拌混合，加入极性溶剂NMP调节浆料粘度；(3)将上述浆料低速匀浆，均匀涂布在正极集流体的正反两面，以甲烷作为辅助气体，采用超音速火焰喷涂的方式将铝粉喷涂到正极集流体表面，得到正极极片；本发明以甲烷作为辅助气体，采用超音速火焰喷涂在涂层的表面形成碳纳米管，与深层的石墨烯粉体和石墨粉所形成的导电结构形成多层次，多元复合的导电形式，从而极大的提高了该正极极片的导电性。

技术领域

本发明属于动力锂离子电池技术领域，具体涉及一种含多元复合导电剂的锂离子电池正极极片的制备方法。

背景技术

出于环保及资源可持续利用方面的考虑，内燃机汽车的发展面临着严重的环境污染和石油危机。解决这一问题的根本途径是大力发展电动汽车，电动汽车的动力之源—电池是制约其发展的最主要的瓶颈技术之一。随着新能源汽车领域对电池续航里程需求日益提高，急需提高动力锂离子电池能量密度，提高正极活性物质比例是提高电池容量最直接的方法，但当活性物质含量达到95％以上时，使用传统导电剂(SP/Ks-6)会存在电池极片加工性(比如辊压、分切时极片断带)、导电性变差的缺点。

从锂离子电池工作原理可知，电池的充放电过程，需要锂离子和电子的共同参与，因此，锂离子电池的电极必须是离子和电子的混合体，电极反应也只能发生在电解液、导电剂、活性材料的界面处。在锂离子电池中，阴极活性物质多为过渡金属氧化物或者过渡金属磷酸盐，大多属于半导体或绝缘体，导电性很差，必须加入导电剂来改善导电性；阳极石墨材料的导电性稍好，但是在多次充放电过程中，石墨材料的膨胀和收缩，使得石墨颗粒之间的接触减少，间隙增大，有些甚至脱离集流体，成为死的活性材料，不再参与电极反应，所以也需要加入导电剂来保持在电池循环过程中的电极材料导电性的稳定。现有常用的导电剂有炭黑、导电石墨、碳纳米管和纳米碳纤维等。

现有常用的导电剂中，导电炭黑的特点是粒径小，比表面积特别大，导电性好，在电池中可以起到吸液保液的作用；导电石墨的粒径接近正负极活性物质的粒径，比表面积适中，导电性良好，它在电池中充当导电网络的节点；碳纳米管是近年来新兴的导电剂，它一般直径在5nm左右，长度达到10-20μm，不仅能够在导电网络中充当“导线”的作用，同时还具有双电层效应，发挥超级电容器的高倍率特性，其良好的导电性能还有利于电池充放电时的散热，减少电池的极化，提高电池的高低温性能，延长电池的寿命。然而，相对于理论比表面积为2600m²/g，导热性能为3000W/(m·K)，电子迁移率为15000cm²/(V·s)的石墨烯材料而言，常规导电剂的导电性能明显逊色。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种含多元复合导电剂的锂离子电池正极极片的制备方法，该含有多元复合导电剂的锂离子电池正极极片相较于传统的Super-P和KS-6导电剂的极片，具有更好的加工性，导电性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种含多元复合导电剂的锂离子电池正极极片的制备方法，包括以下步骤：

(1)在合浆缸中依次加入PVDF和极性溶剂NMP，保持合浆缸为真空状态，打胶40～60min，然后加入石墨烯粉体、石墨粉和镍粉；继续打胶1～2h，得到混合液；

(2)将正极活性物质加入到上述混合液中搅拌混合，然后加入极性溶剂NMP调节浆料粘度至6000～8000mPa·s，该过程中保持合浆缸为真空状态；

(3)将上述浆料低速匀浆，然后均匀涂布在正极集流体的正反两面，在100～120℃的温度下烘烤10～15s后，以甲烷作为辅助气体，采用超音速火焰喷涂的方式将铝粉喷涂到正极集流体表面的涂层上，得到正极极片。