一種低內(nèi)阻鋰離子電池及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低內(nèi)阻鋰離子電池及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于鋰離子電池具有能量密度高、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)異性能 而得到迅猛發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。隨著動力電源和二次儲能電池的發(fā)展，對鋰離子 電池的倍率性能和容量有了更高的期望。
[0003] 但是由于磷酸鐵鋰材料本身的特性，導(dǎo)電性差、鋰離子擴散速度慢、內(nèi)阻高，導(dǎo)致 高倍率充放電時，實際比容量低，對電池性能、壽命等造成嚴重影響，嚴重制約了磷酸鐵鋰 材料的發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種低內(nèi)阻鋰離子電池及其制備方法，通過在正負極漿料中 添加銀納米線溶液，既可以增加正負極漿料與集流體的粘結(jié)性，解決在涂布過程中的極片 掉粉的問題；又可達到提高鋰離子電池導(dǎo)電性，降低鋰離子電池的內(nèi)阻，提高其放電倍率， 增加鋰離子電池的容量的效果。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 一種低內(nèi)阻鋰離子電池，包括：鋰離子電池的正極漿料和負極漿料，其特征是：在鋰離 子電池的正/負極漿料中按質(zhì)量百分比添加不同粒徑的銀納米線溶液，銀納米線的長度 為：50nm?lOOOnm，直徑為：20?100nm;正/負極漿料中加入的銀納米線溶液的質(zhì)量百分 比為0? 5%?4. 0%; 正極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為：磷酸鐵鋰：85%?95% ;粘結(jié)劑：2%?5% ;導(dǎo)電劑： 0. 8%?3. 5%，銀納米線溶液：0. 5%?4. 0%，固含量為55%?80% ;正極所用的溶劑為N-甲 基吡咯烷酮NMP，導(dǎo)電劑為導(dǎo)電石墨和導(dǎo)電炭黑中的一種或多種，粘結(jié)劑為聚氟乙烯PVDF; 負極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為；石墨：87%?97%，增稠劑：0. 5?2. 5%，粘結(jié)劑： 1. 5%?4. 0%，導(dǎo)電劑：0. 5%?3. 0%，銀納米線溶液：0. 5%?4. 0%，固含量：35%?50% ;負極 所用溶劑為去離子水H20,增稠劑為羧甲基纖維素鈉CMC，粘結(jié)劑為丁苯橡膠SBR、導(dǎo)電劑為 導(dǎo)電炭黑Super-P或?qū)щ娞亢谥幸环N或多種。
[0006] -種低內(nèi)阻鋰離子電池，其特征是：所述正極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為：磷 酸鐵鋰：粘結(jié)劑PVDF-5130:導(dǎo)電劑KS-15 :銀納米線溶液=93 :3. 5 :2. 5 :1.0,固含量為 68% ;其中負極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為：石墨：增稠劑CMC:導(dǎo)電劑Super-P:銀納米 線溶液：粘結(jié)劑SBR=95 :0. 8 :0. 8 :1. 4 :2. 0,固含量為45%。
[0007] 正極漿料的制備方法為：先將粘結(jié)劑PVDF-5130均勻溶解于有機溶劑N-甲基吡 咯烷酮NMP中，然后往膠溶液加入不同粒徑的銀納米線溶液；隨后在其混合溶液中加入導(dǎo) 電劑KS-15和磷酸鐵鋰粉末，分多次逐步添加，均勻攪拌，調(diào)整固含量，即得到磷酸鐵鋰正 極漿料；負極漿料的制備方法為：先將增稠劑CMC均勻溶解于溶劑去離子水H20中，然后往 其溶液加入一定質(zhì)量百分比的不同粒徑的銀納米線溶液，隨后在其混合溶液中加入導(dǎo)電劑Super-P和石墨，攪拌均勻，最后加入粘結(jié)劑SBR，均勻攪拌，調(diào)整固含量，得到鋰離子電池 的負極楽料。
[0008] 正極漿料的制備：先將聚氟乙烯PVDF-5130溶解于N-甲基吡咯烷酮NMP中，攪拌 均勻。然后往膠溶液加入銀納米線溶液；隨后在其混合溶液中加入導(dǎo)電石墨KS-15和磷 酸鐵鋰粉末，磷酸鐵鋰分三次逐步添加，攪拌均勻，調(diào)整固含量，得到鋰離子電池的正極漿 料。其中正極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為：磷酸鐵鋰：PVDF-5130:KS-15 :銀納米線溶液 =93 :3. 5 :1. 0 :2. 5。固含量為 68% ; 負極漿料的制備：先將增稠劑羧甲基纖維素鈉CMC均勻溶解于去離子水（H20)中，然后 往溶液中添加銀納米線溶液。隨后在其混合物中加入導(dǎo)電炭黑Super-P和石墨，攪拌均勻， 最后加入粘結(jié)劑丁苯橡膠SBR，攪拌均勻，調(diào)整固含量，得到鋰離子電池的負極漿料。其中負 極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為：石墨：CMC:Super-P:銀納米線溶液：SBR=95 :0. 8 :1. 0 : 1. 2 :2. 0,固含量為45%。
[0009] 所述的銀納米線溶液是在聚乙烯吡咯烷酮PVP溶液中，通過乙二醇還原硝酸銀制 備得到。
[0010] 所述銀納米線溶液的制備方法是：首先將2*l(r5g硝酸銀加入到0. 6M的乙二醇中， 然后在攪拌的過程中一次性加入0. 6mL新制備的0. 01M硼氫化鈉溶液，劇烈攪拌2min，還原 產(chǎn)生的銀納米粒子作為種子；將制備得到的銀種子加入到3mL0. 6M的聚乙烯吡咯烷酮溶 液中記為（1)，3mL0.1M的硝酸銀的乙二醇溶液記為（2)，采用雙通道注射泵將上述（1)和 (2)溶液緩慢地加到5毫升乙二醇溶液中，然后在160°C下加熱回流60min，制備得到銀納米 線溶液。
[0011] 本發(fā)明在通過添加導(dǎo)電劑改善磷酸鐵鋰導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上，在正負極漿料中添加銀 納米線溶液，由于銀納米線本身具有的良好的導(dǎo)電性和一定的長徑比，可以很好的與磷酸 鐵鋰混合，提高鋰離子電池的導(dǎo)電性、提高鋰離子的擴散速度，降低鋰離子電池的內(nèi)阻，承 受更大倍率的電流放電。
【具體實施方式】
[0012] 一種低內(nèi)阻鋰離子電池，包括：鋰離子電池的正/負極漿料，其特征是：在鋰離子 電池的正/負極漿料中按質(zhì)量百分比添加不同粒徑的銀納米線溶液，銀納米線的長度為 ： 50nm?lOOOnm，直徑為：20?100nm;正/負極漿料中加入的銀納米線溶液的質(zhì)量百分比 為 0? 5% ?4. 0% ; 正極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為：磷酸鐵鋰：85%?95% ;粘結(jié)劑：2%?5% ;導(dǎo)電劑： 0. 8%?3. 5%，銀納米線溶液：0. 5%?4. 0%，固含量為55%?80% ;正極所用的溶劑為N-甲 基吡咯烷酮NMP，導(dǎo)電劑為導(dǎo)電石墨和導(dǎo)電炭黑中的一種或多種，粘結(jié)劑為聚氟乙烯PVDF; 負極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為；石墨：87%?97%，增稠劑：0. 5?2. 5%，粘結(jié)劑： 1. 5%?4. 0%，導(dǎo)電劑：0. 5%?3. 0%，銀納米線溶液：0. 5%?4. 0%，固含量：35%?50% ;負極 所用溶劑為去離子水H20,增稠劑為羧甲基纖維素鈉CMC，粘結(jié)劑為丁苯橡膠SBR、導(dǎo)電劑為 導(dǎo)電炭黑Super-P或?qū)щ娞亢谥幸环N或多種。
[0013] 所述正極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為：磷酸鐵鋰：粘結(jié)劑PVDF-5130:導(dǎo)電劑 KS-15 :銀納米線溶液=93 :3. 5 :2. 5 :1. 0,固含量為68% ;其中負極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百 分比為：石墨：增稠劑CMC:導(dǎo)電劑Super-P:銀納米線溶液：粘結(jié)劑SBR=95 :0. 8 :0. 8 :1. 4 : 2. 0,固含量為45%。
[0014] 3. -種制備低內(nèi)阻鋰離子電池的方法，正極漿料的制備方法為：先將粘結(jié)劑 PVDF-5130均勻溶解于有機溶劑N-甲基吡咯烷酮NMP中，然后往膠溶液加入不同粒徑的銀 納米線溶液；隨后在其混合溶液中加入導(dǎo)電劑KS-15和磷酸鐵鋰粉末，分多次逐步添加，均 勻攪拌，調(diào)整固含量，即得到磷酸鐵鋰正極漿料；負極漿料的制備方法為：先將增稠劑CMC 均勻溶解于溶劑去離子水H20中，然后往其溶液加入一定質(zhì)量百分比的不同粒徑的銀納米 線溶液，隨后在其混合溶液中加入導(dǎo)電劑Super-P和石墨，攪拌均勻，最后加入粘結(jié)劑SBR， 均勻攪拌，調(diào)整固含量，得到鋰離子電池的負極漿料。
[0015] 正極漿料的制備：先將聚氟乙烯PVDF-5130溶解于N-甲基吡咯烷酮NMP中，攪拌 均勻。然后往膠溶液加入銀納米線溶液；隨后在其混合溶液中加入導(dǎo)電石墨KS-15和磷 酸鐵鋰粉末，磷酸鐵鋰分三次逐步添加，攪拌均勻，調(diào)整固含量，得到鋰離子電池的正極漿 料。其中正極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為：磷酸鐵鋰：PVDF-5130:KS-15 :銀納米線溶液 =93 :3. 5 :1. 0 :2. 5。固含量為 68% ; 負極漿料的制備：先將增稠劑羧甲基纖維素鈉CMC均勻溶解于去離子水（H20)中，然后 往溶液中添加銀納米線溶液。隨后在其混合物中加入導(dǎo)電炭黑Super-P和石墨，攪拌均勻， 最后加入粘結(jié)劑丁苯橡膠SBR，攪拌均勻，調(diào)整固含量，得到鋰離子電池的負極漿料。其中負 極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為：石墨：CMC:Super-P:銀納米線溶液：SBR=95 :0. 8 :1. 0 : 1. 2 :2. 0,固含量為45%。
[0016] 所述的銀納米線溶液是在聚乙烯吡咯烷酮PVP溶液中，通過乙二醇還原硝酸銀制 備得到。
[0017] 所述銀納米線溶液的制備方法是：首先將2*l(T5g硝酸銀加入到0. 6M的乙二醇中， 然后在攪拌的過程中一次性加入0. 6mL新制備的0. 01M硼氫化鈉溶液，劇烈攪拌2min，還原 產(chǎn)生的銀納米粒子作為種子；將制備得到的銀種子加入到3mL0. 6M的聚乙烯吡咯烷酮溶 液中記為（1)，3mL0.1M的硝酸銀的乙二醇溶液記為（2)，采用雙通道注射泵將上述（1)和 (2)溶液緩慢地加到5毫升乙二醇溶液中，然后在160°C下加熱回流60min，制備得到銀納米 線溶液。 實施例
[0018] 銀納米線溶液的制備 首先將2*l(T5g硝酸銀加入到0. 6M的乙二醇中，然后在攪拌的過程中一次性加入0. 6mL新制備的〇. 01M硼氫化鈉溶液，劇烈攪拌2min，還原產(chǎn)生的銀納米粒子作為種子。
[0019] 將制備得到的銀種子加入到3mL0. 6M的聚乙烯吡咯烷酮溶液中記為（一)，3mL 0. 1M的硝酸銀的乙二醇溶液記為（二)，采用雙通道注射泵將上述(一)和(二)溶液緩慢地加 到5毫升乙二醇溶液中，然后在160°C下加熱回流60min，制備得到銀納米線溶液。
[0020] 實施例1 正極漿料的制備：先將聚氟乙烯（PVDF-5130)溶解于N-甲基吡咯烷酮（NMP)中，攪拌均 勻。然后往膠溶液加入銀納米線溶液。隨后在其混合溶液中加入導(dǎo)電石墨KS-15和磷酸鐵 鋰粉末，磷酸鐵鋰分三次逐步添加，攪拌均勻，調(diào)整固含量，得到鋰離子電池的正極漿料。其 中正極漿料中各物質(zhì)的質(zhì)量百分比為：磷酸鐵鋰：PVDF-5130:KS-15 :銀納米線溶液=93 : 3. 5 :2. 5 :1. 0。固含量為 68%。
[0021] 負極漿料的制備：先將增稠劑羧甲基纖維素鈉（CMC)均勻溶解于去離子水（H20) 溶液：粘結(jié)劑SBR=95 :0. 8 :0.