專利名稱：一種鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法。
背景技術(shù)：
目前公開的鋰離子電池正極用氧化錳鋰材料，由于其價格低，已被廣泛研制，但由于其容量低、粘接性差，需要在該材料中加入導(dǎo)電劑和粘接劑，以提高電池容量和粘接性能?，F(xiàn)有工藝是向氧化錳鋰粉末中加入一種型號的碳粉作為導(dǎo)電劑，該導(dǎo)電劑加入量較大，造成電極中活性物氧化錳鋰含量減少，降低了電池的容量，而且現(xiàn)有技術(shù)制作的電極在加工過程容易斷裂，不易成形，并且材料容易脫落，影響電池的放電性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種制備出的電極易成型、不易斷裂，并且材料不易脫落，可提高電池容量和改善電池放電性能的鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法。
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，將重量比為40～45％的氧化錳鋰與2～5％的一種型號碳粉1；1～4％的另一種型號碳粉2；3～8％的膠粘劑；40～45％的有機溶劑混合，其特點是采用下列步驟①將所述比例的氧化錳鋰和所述比例的碳粉1、碳粉2用振篩機過篩后投入混粉機中混合攪拌，然后將混好的粉末放到真空干燥箱中加熱烘干，然后將真空干燥箱抽成真空，繼續(xù)烘干，冷卻至室溫，成為復(fù)合正極材料粉末；②在相對濕度≤3％的環(huán)境下，將所述比例的膠粘劑緩慢加入到所述比例的有機溶劑中，加料的同時進(jìn)行攪拌，加料完成后繼續(xù)攪拌制成膠粘劑溶液；③將制備好的復(fù)合正極材料粉末置入膠粘劑溶液在攪拌機中攪拌，然后再在真空度為-0.08～-0.1Mpa狀態(tài)下攪拌，制成的漿狀混合物，涂在集流板上，即為鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極。
本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施來實現(xiàn)鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特點是所述一種型號碳粉1的型號為KS-15、另一種型號碳粉2的型號為SS。
鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特點是所述膠粘劑為聚偏氟乙烯。
鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特點是所述有機溶劑為N甲基吡咯烷酮。
鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特點是將所述比例的氧化錳鋰和所述比例的碳粉1、碳粉2振篩至200目；所述攪拌時間為15～20分鐘；所述真空干燥箱中加熱烘干溫度為100℃～102℃，烘干時間為7小時；所述真空干燥箱抽成真空的真空度保持在-0.08～-0.1Mpa，在此真空度下繼續(xù)烘干時間為1小時。
鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特點是所述膠粘劑加入到所述有機溶劑中的速度為0.5克/秒，所述加料完成后繼續(xù)攪拌的時間為30分鐘。
鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特點是所述制備好的復(fù)合正極材料粉末置入膠粘劑溶液攪拌時間為90分鐘，在真空度為-0.08～-0.1Mpa狀態(tài)下的攪拌時間為30分鐘。
本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是通過在氧化錳鋰材料中加入適量型號為KS-15的碳粉1和型號為SS的碳粉2，并經(jīng)過過篩混合、攪拌、烘干、將烘箱抽成真空、自然冷卻等過程，再加入膠粘劑溶液在真空度為-0.08～-0.1Mpa狀態(tài)下攪拌，最終制備出電極上的材料不易脫落、提高電池性能的鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極。


圖1為本發(fā)明實施例1的電池常溫60A放電曲線圖；圖2為本發(fā)明實施例1的電池低溫-20℃，20A放電曲線圖；
圖3為本發(fā)明實施例1的電池高溫+60℃，20A放電曲線圖；圖4為本發(fā)明實施例1的電池短路曲線圖；圖5為本發(fā)明實施例1的電池過充電曲線圖。
具體實施例方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲列舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下實施例1將重量比為45％的氧化錳鋰與型號為KS-15的4％碳粉1、型號為SS 1～2％的碳粉2與4％的聚偏氟乙烯、45％的N甲基吡咯烷酮充分混合制成漿狀混合物，碾壓至集流板上，其工藝過程如下①先將氧化錳鋰與所述兩種碳粉用200目振篩機過篩后按所述比例投入混粉機中混合，攪拌時間為15～20分鐘。然后將混好的粉末放到真空干燥箱中加熱烘干，烘干溫度為100℃～102℃，烘干時間為7小時，然后將烘箱抽成真空，真空度保持在-0.08～-0.1Mpa，在此真空度下繼續(xù)烘干1小時后自然冷卻至室溫。
②在相對濕度≤3％的環(huán)境下，將聚偏氟乙烯按照0.5克/秒的速度緩慢加入到N甲基吡咯烷酮中，加料的同時進(jìn)行攪拌，加料完成后繼續(xù)攪拌30分鐘制成膠粘劑溶液，溶液固含量為5～10％。
③將制備好的粉末與膠粘劑溶液在攪拌機中攪拌90分鐘，然后再在真空度為-0.08～-0.1Mpa狀態(tài)下攪拌30分鐘，制成漿狀混合物。
④將混合物涂布于20微米厚鋁箔的兩面，在溫度條件135℃～140℃下烘干后制成電極，電極再經(jīng)過碾壓厚度為180～185微米、裁分寬度為285毫米和與集流條間的焊接后作為電池正極。
上述實施例1制作的電極制成電池的性能表征曲線見圖1-5所示，圖1電池在常溫25℃±2℃環(huán)境下，電池以60A放電，在電壓由峰值4.2V下降至3V，電池所放出的容量為60Ah；圖2電池在低溫-20℃±2℃環(huán)境下，擱置16h后，以20A放電，電壓由4.2V降至3.0V過程中所放出的容量為56Ah；圖3電池在高溫+60℃±2℃環(huán)境下，擱置5h后，以20A放電，電壓由4.2V降至3.0V過程中所放出的容量為58Ah；圖4電池在滿電狀態(tài)下，將電池正、負(fù)極短路狀態(tài)下，即導(dǎo)電電阻小于50毫歐過程中的電壓、電流及溫度變化情況，電壓由4.2V降至0V，平均電流在400A以上，最大電流為550A，溫度最高不超過100℃，電池安全可靠；圖5對已處于滿電狀態(tài)的電池以20A充電，直至使電池失效為止，該圖曲線表示了在此過程中電壓和溫度的變化情況，結(jié)果電池不起火、不爆炸，安全可靠。
為能進(jìn)一步說明本發(fā)明的優(yōu)點，給出了本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)工藝制作的電池進(jìn)行對比

從性能指標(biāo)對照表中可以看出，本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)制作的電極在各種環(huán)境溫度下的放電容量均有較大提高，而且在短路和過充電過程中，當(dāng)電池最高溫度相同情況下，電池承受短路和過充電的能力都有提高。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，將重量比為40～45％的氧化錳鋰與2～5％的一種型號碳粉1；1～4％的另一種型號碳粉2；3～8％的膠粘劑；40～45％的有機溶劑混合，其特征在于采用下列步驟①將所述比例的氧化錳鋰和所述比例的碳粉1、碳粉2用振篩機過篩后投入混粉機中混合攪拌，然后將混好的粉末放到真空干燥箱中加熱烘干，然后將真空干燥箱抽成真空，繼續(xù)烘干，冷卻至室溫，成為復(fù)合正極材料粉末；②在相對濕度≤3％的環(huán)境下，將所述比例的膠粘劑緩慢加入到所述比例的有機溶劑中，加料的同時進(jìn)行攪拌，加料完成后繼續(xù)攪拌制成膠粘劑溶液；③將制備好的復(fù)合正極材料粉末置入膠粘劑溶液在攪拌機中攪拌，然后再在真空度為-0.08～-0.1Mpa狀態(tài)下攪拌，制成的漿狀混合物，涂在集流板上，即為鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特征在于所述一種型號碳粉1的型號為KS-15、另一種型號碳粉2的型號為SS。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特征在于所述膠粘劑為聚偏氟乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特征在于所述有機溶劑為N甲基吡咯烷酮。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特征在于將所述比例的氧化錳鋰和所述比例的碳粉1、碳粉2振篩至200目；所述攪拌時間為15～20分鐘；所述真空干燥箱中加熱烘干溫度為100℃～102℃，烘干時間為7小時；所述真空干燥箱抽成真空的真空度保持在-0.08～-0.1Mpa，在此真空度下繼續(xù)烘干時間為1小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特征在于所述膠粘劑加入到所述有機溶劑中的速度為0.5克/秒，所述加料完成后繼續(xù)攪拌的時間為30分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，其特征在于所述制備好的復(fù)合正極材料粉末置入膠粘劑溶液攪拌時間為90分鐘，在真空度為-0.08～-0.1Mpa狀態(tài)下的攪拌時間為30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域。鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極的制備方法，①將氧化錳鋰和碳粉1、碳粉2用過篩后混合攪拌，放到真空干燥箱中加熱烘干，然后將真空干燥箱抽成真空，繼續(xù)烘干，冷卻至室溫，成為復(fù)合正極材料粉末；②將所述比例的膠粘劑緩慢加入到所述比例的有機溶劑中，加料的同時進(jìn)行攪拌，加料完成后繼續(xù)攪拌制成膠粘劑溶液；③將制備好的復(fù)合正極材料粉末置入膠粘劑溶液中攪拌，然后再在真空度為－0.08～－0.1MPa狀態(tài)下攪拌，制成的漿狀混合物，涂在集流板上，即為鋰離子電池氧化錳鋰復(fù)合正極。本發(fā)明使制成的電池材料不易脫落，制成的電池電性能好。適合用于各種型號鋰離子電池正極材料。
文檔編號H01M4/02GK1780032SQ200410072849
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月22日
發(fā)明者于錕 申請人:中國電子科技集團公司第十八研究所