本发明涉及新能源电池,具体是一种锂离子电池的集流体涂层。
背景技术:
1、电池(battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源,可以得到具有稳定电压,稳定电流,长时间稳定供电,受外界影响很小的电流,并且电池结构简单,携带方便,充放电操作简便易行,不受外界气候和温度的影响,性能稳定可靠,在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
2、原有的锂离子电池采用无涂层集流体或者涂炭集流体(改善导电性),原有的涂炭铝箔/铜箔仅改善导电性,但是其安全性不能够满足需求,为了解决该技术问题现提出一种锂离子电池的集流体涂层。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种锂离子电池的集流体涂层、正极片和三元软包锂离子电池及其三元软包锂离子电池,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种锂离子电池的集流体涂层,该锂离子电池的集流体涂层至少包括功能涂层;
4、其中,功能涂层的组分包括磷酸锰铁锂、导电炭黑、聚偏二氟乙烯和表面活性剂。
5、作为本发明进一步的方案:所述功能涂层各组分质量比为:磷酸锰铁锂10%-40%、导电炭黑15%-30%、聚偏二氟乙烯15%-40%和表面活性剂5%-20%。
6、作为本发明再进一步的方案:所述功能涂层各组分质量比为:磷酸锰铁锂20%-30%、导电炭黑20%-25%、聚偏二氟乙烯25%-37%和表面活性剂12%-18%。
7、作为本发明再进一步的方案:所述功能涂层各组分质量比为:磷酸锰铁锂31%、导电炭黑22%、聚偏二氟乙烯32%和表面活性剂15%。
8、作为本发明再进一步的方案:所述功能涂层的组分还包括勃姆石。通过在功能涂层内增加勃姆石能够提升电池的热稳定性。
9、作为本发明再进一步的方案:所述功能涂层各组分质量比为:磷酸锰铁锂10%-35%、勃姆石(alooh)1%-10%、导电炭黑10-30%、聚偏二氟乙烯(pvdf)10%-40%和表面活性剂5%-20%。
10、作为本发明再进一步的方案:所述功能涂层厚度为0.5μm-10μm。
11、本发明另一目的是提供正极片的制备方法,包括如下步骤:
12、s1、将质量份为10-40份的聚偏二氟乙烯(pvdf)粉末加入到搅拌罐中,然后加入n-甲基吡咯烷酮(nmp)溶剂,其中甲基吡咯烷酮溶剂的添加量为s3制备的混合浆料的10%左右,搅拌至聚偏二氟乙烯(pvdf)粉末充分溶解,以获得胶液;其中,搅拌时间为1h左右。
13、s2、将质量份为10-30份的导电炭黑加入搅拌好的胶液中,搅拌至导电材料分散均匀,以获得混合料;其中,搅拌时间为1.5h左右。
14、s3、将质量份为10-35份的磷酸锰铁锂和质量份为5-20份表面活性剂加入上述混合料,搅拌均匀以获得混合浆料;其中,搅拌时间为2h左右。
15、s4、将搅拌好的浆料以预设厚度凹版涂覆于光洁的集流体两侧上,进行干燥,获得锂离子电池的集流体涂层。
16、s5、将预制的三元锂电池正极浆料(三元锂电池正极浆料中各组分的质量比为ncm:sp:pvdf=96%:2%:2%),涂覆于锂离子电池的集流体涂层上,然后烘干获得正极片。
17、本发明另一目的是提供正极片的制备方法,包括如下步骤:
18、s1、将质量份为10-40份的聚偏二氟乙烯(pvdf)粉末加入到搅拌罐中,然后加入n-甲基吡咯烷酮(nmp)溶剂,其中甲基吡咯烷酮溶剂的添加量为s3制备的混合浆料的10%左右,搅拌至聚偏二氟乙烯(pvdf)粉末充分溶解,以获得胶液;其中,搅拌时间为1h左右。
19、s2、将质量比份10-30份的导电炭黑加入搅拌好的胶液中,搅拌至导电材料分散均匀,以获得混合料;其中,搅拌时间为1.5h左右。
20、s3、将质量份为10-35份的磷酸锰铁锂、质量比为1%-10%的勃姆石(alooh)和质量比为5%-20%的表面活性剂加入上述混合料,搅拌均匀以获得混合浆料;其中,搅拌时间为2h左右。
21、s4、将搅拌好的浆料以预设厚度凹版涂覆于光洁的集流体两侧上,进行干燥,获得锂离子电池的集流体涂层。
22、s5、将预制的三元锂电池正极浆料(三元锂电池正极浆料中各组分的质量比为ncm:sp:pvdf=96%:2%:2%),涂覆于锂离子电池的集流体涂层上,然后烘干获得正极片。
23、作为本发明进一步的方案:将搅拌好的浆料以预设厚度凹版涂覆于光洁的集流体两侧上,进行干燥,获得锂离子电池的集流体涂层,包括:
24、将混合浆料以单面厚度为4um的凹版涂覆于光洁的集流体两侧上。
25、本发明另一目的是提供三元软包锂离子电池,包括其包括负极片、隔膜和上述的正极片,并将三者通过卷绕/叠片的方式进行组装。
26、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明在功能涂层中添加具有ptc效应的磷酸锰铁锂(lmfp),以及导电炭黑和聚偏二氟乙烯(pvdf),通过混合涂层的共同作用,显著提升电池的安全性。
1.一种锂离子电池的集流体涂层,其特征在于,该锂离子电池的集流体涂层至少包括功能涂层;
2.根据权利要求1所述的锂离子电池的集流体涂层,其特征在于,所述功能涂层各组分质量比为:磷酸锰铁锂10%-40%、导电炭黑15%-40%、聚偏二氟乙烯15%-40%和表面活性剂5%-20%。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池的集流体涂层,其特征在于,所述功能涂层各组分质量比为:磷酸锰铁锂31%、导电炭黑22%、聚偏二氟乙烯32%和表面活性剂15%。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池的集流体涂层,其特征在于,所述功能涂层的组分还包括勃姆石。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池的集流体涂层,其特征在于,所述功能涂层各组分质量比为:磷酸锰铁锂10%-35%、勃姆石1%-10%、导电炭黑10-40%、聚偏二氟乙烯10%-40%和表面活性剂5%-20%。
6.根据权利要求1-5任一所述的锂离子电池的集流体涂层的制备方法,其特征在于,所述功能涂层厚度为0.5μm-10μm。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池的集流体涂层,其特征在于,所述功能涂层背对所述集流体的一侧设有活性物质涂层。
8.一种正极片的制备方法包括,其特征在于,包括如下步骤:
9.根据权利要求8所述的正极片的制备方法,其特征在于,将搅拌好的浆料以预设厚度凹版涂覆于光洁的集流体两侧上,进行干燥,获得锂离子电池的集流体涂层,包括:
10.一种三元软包锂离子电池,其特征在于,其包括负极片、隔膜和上述如权利要求8-9任一所述的正极片,并将三者通过卷绕/叠片的方式进行组装。