專利名稱：鋰離子二次電池的電極用粘合漿料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二次電池的制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及鋰離子二次電池生產(chǎn)時用于電極極片中含有電活性物質(zhì)的粘合漿料的制造方法。
背景技術(shù)：
目前在生產(chǎn)的鋰離子電池，通常都是將含有氧化物填料或含有碳或石墨填料和其他組分的電活性物質(zhì)，在聚合劑存在下將其分散于溶劑中，形成一種漿料，涂敷至電極極片上后，再蒸發(fā)掉溶劑，分散物沉積在極片上，根據(jù)所使用的填料得到正極或負極。
自鋰離子二次電池誕生以來，正負極粘合漿料制作均采用有機溶劑體系，如采用N-甲基吡咯烷酮-聚偏二氟乙烯(NMP-PVDF)+導(dǎo)電碳黑+活性物質(zhì)制成的正負極粘合漿料即是其中之一，這類漿料在涂布過程中有大量的有機溶劑排放到空氣中，回收相當困難，給生產(chǎn)工人和周邊環(huán)境帶來很大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種不產(chǎn)生有害氣體揮發(fā)物，采用以水為溶劑的鋰離子二次電池的電極用粘合漿料的制造方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的作為正極用的粘合漿料，成分中包括水溶性聚合物、電活性物質(zhì)、導(dǎo)電碳黑及作為溶劑的水；所說的水溶性聚合物是一種有機硅膠交聯(lián)添加劑+改性聚氧化乙烯，電活性物質(zhì)是一種含鋰過渡金屬氧化物；作為負極用的粘合漿料，成分中包括水溶性聚合物、石墨及作為溶劑的水；所說的水溶性聚合物也與正極一樣，是一種有機硅膠交聯(lián)添加劑+改性聚氧化乙烯；在制作過程中按照各組分規(guī)定配比，采用分步混合、控時攪拌及篩選等步驟精制而成。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)技術(shù)的以有機溶劑體系漿料制作電極的鋰電池相比，具有以下優(yōu)點1、最大限度地降低了電池極化，減少了電池在充放電中的能量損失，使電池因散熱而產(chǎn)生的問題有較大的扼制，為制作大功率鋰離子電池提供了基礎(chǔ)；同時因極化降低，電池電極因熱膨脹因素脫粉而使循環(huán)性能下降大大減少，相比于有機溶劑體系漿料制作的鋰電池標稱500次循環(huán)提高到1000次；2、正負極的活性物質(zhì)比例都較有機體系漿料制作的有所提高，經(jīng)測試，提高了3％的電池容量；3、在同樣的氧化鈷鋰粒度下制作的電池放電平臺，即電極電位有所提高，提高了電池的比能量；4、極片的吸濕性增強，有利于液態(tài)電池的軟鋁包裝。
5、提高了生產(chǎn)效率，有利于生產(chǎn)工人健康，使鋰電池由應(yīng)用環(huán)保進而走向了生產(chǎn)環(huán)保，節(jié)省了生產(chǎn)控制成本；6、有利于環(huán)境保護。
具體實施例方式
下面以具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述。
本發(fā)明的一種鋰離子二次電池的電極用粘合漿料的制造方法，其工藝過程為對于正極粘合漿料1、將水和水溶性聚合物以重量比為30份∶37份的比例混合，在攪拌機中攪拌2小時；其中水溶性聚合物為有機硅膠交聯(lián)添加劑+改性聚氧化乙烯，兩者的重量比為1∶30；所說的有機硅膠交聯(lián)添加劑為氨乙基-氨丙基-甲基-二甲氧基硅烷，分子量為206；所說的改性聚氧化乙烯是由聚氧化乙烯在溫度為80℃、PH為8左右加入一種含有羥基的化合物進行改性反應(yīng)而成，其分子量在30-40萬之間；2、將4份碳黑加入上述混合物中，繼續(xù)攪拌2小時；3、將此糊狀漿料在研磨機上研磨；4、將100份鈷酸鋰加入其中，再攪拌4小時；5、靜置5-8小時，用80目篩過篩；將上述方法制得的粘合漿料在正極基材上涂布，涂布溫度為80-90℃；控制面密度在0.222mg/mm2左右；然后以60-70℃的大流量的干燥空氣進行烘干。
對于負極粘合漿料1、將水和水溶性聚合物以重量比為70份∶110份的比例混合，在攪拌機中攪拌2小時；其中水溶性聚合物為有機硅膠交聯(lián)添加劑+改性聚氧化乙烯，兩者的重量比為1∶30；所說的有機硅膠交聯(lián)添加劑為氨乙基-氨丙基-甲基-二甲氧基硅烷，分子量為206；所說的改性聚氧化乙烯是由聚氧化乙烯在溫度為80℃、PH為8左右加入一種含有羥基的化合物進行改性反應(yīng)而成，其分子量在30-40萬之間；2、將100份石墨加入上述混合物中，繼續(xù)攪拌5小時；3、將此糊狀漿料在研磨機上研磨；4、靜置2小時后使用。
將上述方法制得的粘合漿料在負極基材上涂布，涂布溫度為80-90℃；控制面密度在0.095mg/mm2左右，以60-70℃的大流量的干燥空氣進行烘干。
上述的工藝過程所涉及的各組分含量以及控制的溫度均可在所列數(shù)值上進行小范圍的變動。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子二次電池的電極用粘合漿料的制造方法，是將含鋰過渡金屬氧化物填料或含有碳或石墨填料和其他組分的電活性物質(zhì)，在聚合劑存在下將其分散于溶劑中，制成一種粘合漿料，其特征在于所說的粘合漿料所用的聚合物是水溶性聚合物，所用的溶劑是水；在制作過程中對正極或負極電極所用的粘合漿料，按照各組分規(guī)定配比，采用分步混合、控時攪拌及篩選等步驟精制而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子二次電池的電極用粘合漿料的制造方法，其特征在于所說的水溶性聚合物為有機硅膠交聯(lián)添加劑+改性聚氧化乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰離子二次電池的電極用粘合漿料的制造方法，其特征在于所說的有機硅膠交聯(lián)添加劑為氨乙基-氨丙基-甲基-二甲氧基硅烷，分子量為206。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰離子二次電池的電極用粘合漿料的制造方法，其特征在于所說的改性聚氧化乙烯是由聚氧化乙烯在溫度為80℃、PH為8左右加入一種含有羥基的化合物進行改性反應(yīng)而成，其分子量在30-40萬之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子二次電池的電極用粘合漿料的制造方法，其特征在于所說的正極電極所用的粘合漿料配制工藝過程為①、將水和水溶性聚合物以重量比為30份∶37份的比例混合，在攪拌機中攪拌2小時；②、將4份碳黑加入上述混合物中，繼續(xù)攪拌2小時；③、將此糊狀漿料在研磨機上研磨；④、將100份鈷酸鋰加入其中，再攪拌4小時；⑤、靜置5-8小時，用80目篩過篩；所說的負極電極所用的粘合漿料配制工藝過程為①、將水和水溶性聚合物以重量比為70份∶110份的比例混合，在攪拌機中攪拌2小時；②、將100份石墨加入上述混合物中，繼續(xù)攪拌5小時；③、將此糊狀漿料在研磨機上研磨；④、靜置2小時后使用。
全文摘要
一種鋰離子二次電池的電極用粘合漿料的制造方法，對于正極用的粘合漿料，成分中包括水溶性聚合物、電活性物質(zhì)、導(dǎo)電炭黑及作為溶劑的水；所說的水溶性聚合物是一種有機硅膠交聯(lián)添加劑+改性聚氧化乙烯，電活性物質(zhì)是一種含鋰過渡金屬氧化物；對于負極用的粘合漿料，成分中包括水溶性聚合物、石墨及作為溶劑的水；在制作過程中按照各組分規(guī)定配比，采用分步混合、控時攪拌及篩選等步驟精制而成。因采用水作溶劑制作電極用粘合漿料，能降低電池極化，減少電池在充放電中的能量損失，提高電池容量及比能量，和提高循環(huán)使用次數(shù)，有利于改善生產(chǎn)環(huán)境和對環(huán)境的保護。
文檔編號H01M4/04GK1505185SQ0215092
公開日2004年6月16日 申請日期2002年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月28日
發(fā)明者曾垂松, 陳志濤 申請人:寧波華天鋰電池科技有限公司