大容量鋰電池正極板的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰系列一次電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大容量鋰電池正極板的制備方法。
[0002]鋰一次電池由于具有優(yōu)良的性能，被廣泛應(yīng)用于照相機、手表、電子安防、存儲器備用電源、筆記本電腦的備用電源以及軍事等領(lǐng)域。常見的鋰一次電池包括，鋰-二氧化錳、鋰-氟化碳、鋰-二氧化硫、鋰-亞硫酰氯等。鋰-二氧化錳具有電壓高、放電電壓平穩(wěn)、二氧化錳成本低等優(yōu)勢，是當(dāng)今應(yīng)用最為廣泛的鋰一次電池，但其比能量較低；而鋰-氟化碳電池是鋰一次電池中比能量最高的，其理論重量比能量為2180Wh/kg，但其存在電壓較低，低溫下電壓滯后嚴重，大電流放電產(chǎn)生熱量大等缺點，同時由于氟化碳材料費用高使電池成本非常高，實用性比較有限。
[0003]經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)申請?zhí)枮?00910088910.9，公開號為CN101604744，名稱為:一種鋰錳電池正極的發(fā)明專利，其說明書中公開了正極活性物質(zhì)二氧化錳、石墨、聚四氟乙烯和氟化碳材料，按照質(zhì)量比各組分的含量為二氧化錳:石墨:聚四氟乙烯:氟化碳材料=I: (0.06?0.08): (0.05?0.08): (0.01?0.3)，其陰極配方大大提高了鋰電池的容量和大電流放電能力。但是其主要針對扣式電池，容量在I?2Ah，同時由于二氧化錳與氟化碳材料密度相差較大，很難保證分散均勻。
[0004]經(jīng)過檢索還發(fā)現(xiàn)申請?zhí)枮?00410020319.7，公開號為CN1738076，名稱為:一種大功率鋰一二氧化錳電池用正電極的制備方法的發(fā)明專利，其說明書中公開了將作為活性物質(zhì)的電解二氧化錳熱處理后進行了研磨；在常溫下將研磨后的二氧化錳粉與乙炔黑按照10: 0.5-10: 2混合，并加入聚偏二氟乙烯作為粘結(jié)劑混合成正極混合物(I);涂布機將所述正極混合物(I)均勻涂在集流體(2)兩面，壓至0.2mm以下，烘干后即成為大功率鋰一二氧化錳電池用正電極。該方法可以制備0.2mm以下的正電極，提高了鋰-二氧化錳電池的輸出功率，但由于鋰箔制備工藝所限，很難低于0.1_，如果正極太薄，容易造成鋰的剩余，帶來安全性問題。而常規(guī)的涂布工藝很難制備超過0.3mm厚的正極板，電池的體積比能量較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種材料之間密度相差小，無剩余鋰、保證分散均勻、制備的電極厚度可控制在0.1mm?0.9mm,制成電池的容量可以達到90Ah，并且產(chǎn)熱量低、體積比能量高、安全性能好的大容量鋰電池正極板的制備方法。
[0006]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
[0007]大容量鋰電池正極板的制備方法，其特點是:包括以下制作過程:
[0008]⑴合粉
[0009]選用二氧化錳和氟化碳作為正極活性物質(zhì)，重量比為二氧化錳:氟化碳=100?10: 10?100 ;并按重量比為正極活性物質(zhì):導(dǎo)電劑:粘合劑=85?95: 2?15: I?6，將正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑和粘合劑混合均勻，然后在120°C?190°C下烘干3h?12h，形成混合粉；
[0010]⑵棍壓
[0011]按重量比為乙醇:混合粉=40?60: 100稱取乙醇，并用乙醇將過程⑴中混合粉浸濕，將輥壓機的溫度加熱至60°C?80°C后，在輥壓機上反復(fù)碾壓浸濕的混合粉，直至形成厚度為0.1mm?0.7mm的膜片；
[0012](3)合片
[0013]將過程⑵中膜片裁成所需尺寸的小片，并在兩小片之間加一片導(dǎo)網(wǎng)，置于對輥壓機上進行合片，當(dāng)合片的厚度為0.1mm?0.9mm,完成濕正極板的制作；
[0014]⑷烘干
[0015]將過程⑶中濕正極板平鋪在不銹鋼盤中，放入烘箱進行120°C?190°C、20h?50h烘干；立即取出后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中抽真空至真空度為-0.06MPa?-0.1MPa，烘干20h?50h，并每隔4h充一次干燥氣體Ar氣，烘干后立即轉(zhuǎn)入手套箱或干燥間中自然冷卻，即完成本發(fā)明大容量鋰電池正極板的制作過程。
[0016]本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施:
[0017]所述粘合劑為PVDF、PTFE, CMC、LA及丙烯腈聚合物中的兩種或兩種以上的混合物；所述導(dǎo)電劑為石墨、SP、乙炔黑或VGCF中的一種或一種以上混合物。
[0018]所述導(dǎo)網(wǎng)為鋁網(wǎng)。
[0019]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0020]1、本發(fā)明采用二氧化錳與氟化碳共同作為正極活性物質(zhì)，并采用壓膜工藝，制備出厚度在0.1mm?0.9mm的正極板,解決了負極鋰的剩余問題，提高了電池的安全性。
[0021]2、本發(fā)明由于采用了物理包覆的方式，用一種粘合劑將CFx與部分導(dǎo)電劑粘合，然后再逐步加入二氧化錳及其它導(dǎo)電劑，解決了二氧化錳與氟化碳材料由于密度相差較大不易混勻的問題，同時提高了 CFx的導(dǎo)電性。
[0022]3、本發(fā)明制備的電池容量可以達到90Ah。
【附圖說明】
[0023]圖1采用本發(fā)明制備的電極板制作鋰-二氧化錳/氟化碳電池1#0.03C放電曲線圖；
[0024]圖2采用本發(fā)明制備的電極板制作鋰-二氧化錳/氟化碳電池2#0.03C放電曲線圖；
[0025]圖3采用本發(fā)明制備的電極板制作純鋰-二氧化錳電池0.03C放電曲線圖。
【具體實施方式】
[0026]為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0027]大容量鋰電池正極板的制備方法，包括以下制作過程:
[0028]⑴合粉
[0029]選用二氧化錳和氟化碳作為正極活性物質(zhì)，重量比為二氧化錳:氟化碳=100?10: 10?100 ;并按重量比正極活性物質(zhì):導(dǎo)電劑:粘合劑=(85?95): 2?15: I?6，將正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑和粘合劑混合均勻，然后在120°C?190°C下烘干3h?12h，形成混合粉。其中粘合劑可以采用PVDF、PTFE, CMC、LA及丙烯腈聚合物中的兩種或多種，導(dǎo)電劑采用石墨、SP、乙炔黑或VGCF —種或一種以上；
[0030]⑵棍壓
[0031]按重量比乙醇:混合粉=40?60: 100稱取乙醇，并用乙醇將過程⑴中混合粉浸濕，將輥壓機的溫度加熱至60°C?80°C后，在輥壓機上反復(fù)碾壓浸濕的混合粉，直至形成厚度為0.1mm?0.7mm的膜片；
[0032]⑶合片
[0033]將過程⑵中膜片裁成所需尺寸的小片，并在兩小片之間加一片鋁網(wǎng)，置于對輥壓機上進行合片，當(dāng)合片的厚度為0.1mm?0.9mm,完成濕正極板的制作；
[0034]⑷烘干
[0035]將過程⑶中濕正極板平鋪在不銹鋼盤中