本發明涉及鋰電池,具體是一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法及應用。
背景技術:
1、當今新能源市場,三元正極材料憑借高容量被認為是極具應用前景的鋰電池活性材料。因此,三元材料被廣泛應用在動力電池和高端能源領域。
2、目前,市場上三元材料ncm以622和523為主,這主要是因為ncm811中鎳含量高,在長時間充放電過程中結構更不穩定,循環性能下降。因此,如何改善高鎳三元材料的循環性能成為了當務之急。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法及應用,以解決現有技術中提出的問題。
2、為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法,包括以下步驟:
3、步驟1:將粘結劑、溶劑混合,分散均勻,依次加入經過球磨預處理的lmfp(磷酸錳鐵鋰)、pvp(聚乙烯吡咯烷酮)、導電劑和alooh(勃姆石),攪拌均勻,得到底涂漿料;
4、步驟2:將底涂漿料均勻涂布在鋁箔的上表面和下表面,烘干,得到底涂集流體。
5、進一步的,步驟1中,球磨預處理的工藝條件為:在氮氣氣氛下,轉速150~200rpm,時間5~6h。
6、進一步的,步驟1中,粘結劑、lmfp、pvp、導電劑和alooh的質量比為7:(64~80):(0.3~1.4):(3~4):(2~8);
7、步驟1中,所述底涂漿料的固含量為30~35%。
8、進一步的,步驟1中,所述粘結劑為pvdf(聚偏氟乙烯);
9、步驟1中,所述溶劑為nmp(n-甲基-2-吡啶烷酮);
10、步驟1中,所述導電劑為li400。
11、進一步的,步驟2中,涂布速度為30~40m/min;
12、步驟2中,烘干的工藝條件為:溫度115~125℃,時間1~2h。
13、進一步的,步驟2中,底涂漿料的涂覆面密度為3.0~4.0g/m2;
14、步驟2中,底涂漿料的涂覆厚度為1~3μm;
15、步驟2中,所述鋁箔的厚度為8~12μm。
16、本發明還提供一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的應用,具體包括以下工藝:
17、s1:將正極漿料涂覆在底涂集流體的上表面和下表面,烘干,得到正極片;
18、s2:將負極漿料涂覆在銅箔的上表面和下表面,烘干,得到負極片;
19、s3:將正極片、負極片進行輥壓、分切、模切,再與隔膜按照“正極片-隔膜-負極片-隔膜”的順序疊放,組裝、注入電解液、化成分容,得到軟包電池。
20、進一步的,s1中,正極漿料的涂覆厚度為50~100μm。
21、進一步的,s1中,正極漿料由ncm811(鎳鈷錳酸鋰)、pvdf、super?p(導電炭黑)按質量比(95.5~96.2):(1.5~1.8):2混合,攪拌均勻得到。
22、進一步的,s2中,負極漿料的涂覆厚度為60~100μm。
23、進一步的,s2中,負極漿料由人造石墨、cmc(羧甲基纖維素)、sbr(丁苯橡膠)、super?p按質量比(90~95):(2.0~2.5):(1.5~1.7):(0.5~0.8)混合,攪拌均勻得到。
24、進一步的,s2中,銅箔的厚度為6~8μm。
25、進一步的,s1和s2中,烘干的工藝條件為:溫度120~140℃,時間1~2h。
26、進一步的,s3中,所述電解液由lipf6(四氟硼酸鋰)、dec(碳酸二乙酯)、ec(碳酸乙烯酯)、emc(碳酸甲乙酯)、vc(碳酸亞乙烯酯)和ps(丙烷磺酸內酯)按質量比2:3:4:3:0.3:0.2混合得到。
27、與現有技術相比,本發明的有益效果是:
28、1、本申請通過在鋁箔上底涂漿料來改善鋰電池的循環性能,提高長循環后電池端的容量保持率,底涂漿料中的lmfp穩定的橄欖石結構和高電壓平臺可分擔部分電壓應力,減少ncm的相變(h2→h3相)程度,同時,lmfp的熱穩定性優于ncm材料,在高溫下難以分解,可起到高溫下保護ncm材料結構穩定的作用;
29、2、本申請中底涂漿料中alooh的機械強度高,少量添加即可抑制長循環后lmfp體積膨脹導致的材料脫落,且勃姆石熱穩定性優異,以阻止電池內部熱蔓延,從而提高電池的循環性能。
30、3、本申請底涂漿料中導電劑li400的添加可以彌補lmfp和alooh的導電損失,保證鋰離子快速傳輸。
31、4、本申請中,為了保證底涂漿料的涂布穩定性,還對pvdf的含量進行控制,若pvdf的含量過高,會導致漿料粘度大,不利于快速涂布,若pvdf的含量過低,粘度過低,漿料流動性好,會導致涂布區域兩邊產生溢料。
1.一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法,其特征在于:步驟1中,球磨預處理的工藝條件為:在氮氣氣氛下,轉速150~200rpm,時間5~6h。
3.根據權利要求2所述的一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法,其特征在于:步驟1中,所述底涂漿料的固含量為30~35%。
4.根據權利要求3所述的一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法,其特征在于:步驟2中,涂布速度為30~40m/min。
5.根據權利要求4所述的一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法,其特征在于:步驟2中,烘干的工藝條件為:溫度115~125℃,時間1~2h。
6.根據權利要求5所述的一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法,其特征在于:步驟2中,底涂漿料的涂覆面密度為3.0~4.0g/m2。
7.根據權利要求6所述的一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法,其特征在于:步驟2中,底涂漿料的涂覆厚度為1~3μm。
8.根據權利要求7所述的一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法,其特征在于:步驟1中,所述粘結劑為pvdf;
9.根據權利要求8所述的一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的制備方法,其特征在于:步驟1中,所述導電劑為li400。
10.根據權利要求1~9任意一項所述的一種提升鋰電池循環壽命的底涂集流體的應用,其特征在于:用于制備軟包電池。