[发明专利]一种锂离子电池极片制备装置和制备工艺

说明书

本发明公开了一种锂离子电池极片制备工艺，包括：S1、对碳纳米管的表面化学镀层，形成碳纳米管表面金属化；S2、向碳纳米管中加入硝酸钴、高锰酸钾、氢氧化钠和水混合，搅拌后加热形成混合材料；S3、向混合材料中加入表面活性剂中分散均匀，得到均匀稳定分散的碳纳米管浆料；S4、将碳纳米管浆料涂布于集流体表面，使用指定方向的强磁场对碳纳米管的取向度进行引导。以空心碳纳米管为骨架，在其表面复合一层钴酸锰，碳纳米管沿着集流体表面平行排布，使得碳纳米管浆料中的碳纳米管的取向度沿电场方向保持一致，使锂电池的内阻减小。利用表面活性剂将碳纳米管均匀地分散于浆料中，降低了电池的内阻，使得电池的充放电能力提升。

技术领域

本发明涉及电池极片制备技术领域，尤其涉及一种锂离子电池极片制备装置和制备工艺。

背景技术

随着科技的不断进步和人们生活水平的不断提高，对于能源的需求也越来越高，锂离子电池具有比能量高、工作电压高、循环寿命长等优势，自商业化以来得到了迅速的发展。锂离子电池的能量密度和正、负极片活性物质的选取以及整个制备工艺密切相关，现有的锂离子电池正极材料活性物质有磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂等。而常规的锂离子电池在多次使用后，其电容量会有明显的降低，导致其充放电性能会有着明显的下降。而锂离子电子的正极片则会大大影响其充放电性能等。电池内阻的产生部位包括正极片、负极片、隔离膜、外包装等，其中正极片由于材料本身的电导率低，其电阻占内阻的比例达到80-90％，以致充放电性能不佳。

基于以上分析可见，正负极极片的导电性能是克服上述缺陷的关键。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种锂离子电池极片制备装置和制备工艺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种锂离子电池极片制备工艺，包括以下步骤：

S1、对碳纳米管的表面化学镀层，形成碳纳米管表面金属化；

S2、向碳纳米管中加入硝酸钴、高锰酸钾、氢氧化钠和水混合，搅拌后加热形成混合材料；

S3、向混合材料中加入表面活性剂中分散均匀，得到均匀稳定分散的碳纳米管浆料；

S4、将碳纳米管浆料涂布于集流体表面，使用指定方向的强磁场对碳纳米管的取向度进行引导，使得碳纳米管沿着集流体表面平行排布；碾压和模切后制备形成极片。

本发明一个较佳实施例中，所述碳纳米管在几何层面上由若干层石墨片沿同一轴线卷绕而形成的空心管状结构，为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管。

本发明一个较佳实施例中，所述表面化学镀层是在金属的催化作用下，通过氧化还原反应产生金属沉积的过程。

本发明一个较佳实施例中，在S1前需要进行预处理，包括刻蚀、敏化、活化和还原。

本发明一个较佳实施例中，在所述S2中，每百毫升水中碳纳米管、高锰酸钾和氢氧化钠的质量比为1：1～1.5：10～12。

本发明一个较佳实施例中，所述碳纳米管浆料的粘度为4000～6000mPa.s。

本发明一个较佳实施例中，所述涂布处理为：碳纳米管浆料的涂布厚度为5～6微米，涂布的张力为50～250N。

本发明一个较佳实施例中，所述表面活性剂包括分散剂、消泡剂、润湿剂和流平剂。

本发明一个较佳实施例中，所述表面化学镀层是在金属钯的催化作用下，通过化学镀溶液氧化还原反应产生金属沉积；其中，所述化学镀溶液包括：含有主金属盐离子的主盐、柠檬酸钠、次磷酸钠、烷基硫醇和聚氧乙烯氨基醚，处理时间为20～40min。