一种锂离子电池水性正极片及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池水性正极片，所述正极片由以下按重量份的原料制成：活性物质45‑50份、导电剂1‑2份、水性粘结剂1‑5份、去离子水45‑50份。本发明专利技术还公开了上述锂离子电池水性正极片的制备工艺。本发明专利技术以水性粘结剂作为粘结剂、去离子水作为溶剂混合搅拌成浆料，浆料均匀，导电剂、粘结剂分散效果良好，涂布制得的极片，表面外观光滑，无颗粒突起，与集流体铝箔的粘合牢靠，正极材料在卷绕过程中不易掉膜、脱落，组装的电池稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池水性正极片及其制备工艺
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池水性正极片及其制备工艺。
技术介绍
目前，各厂家普遍采用聚偏二氟乙烯(PVDF)作为锂离子电池正极片的粘结剂，用强极性有机化合物如：二甲基吡咯烷酮、二甲基酰胺、二甲基亚砜等作为聚偏二氟乙烯的溶剂，用丙酮作为稀释剂。但是有机溶剂在使用过程中的用量较大，难以回收，使用成本较高，且有机溶剂都有一定的毒性，对生态环境污染大，对生产操作的工人的身体健康也有很大的影响。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种锂离子电池水性正极片及其制备工艺，本专利技术以水性粘结剂作为粘结剂、去离子水作为溶剂混合搅拌成浆料，浆料均匀，导电剂、粘结剂分散效果良好，涂布制得的极片，表面外观光滑，无颗粒突起，与集流体铝箔的粘合牢靠，正极材料在卷绕过程中不易掉膜、脱落，组装的电池稳定。本专利技术提出的一种锂离子电池水性正极片，所述正极片由以下按重量份的原料制成：活性物质45-50份、导电剂1-2份、水性粘结剂1-5份、去离子水45-50份。优选地，所述活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂中的至少一种。优选地，所述导电剂选自炭黑、导电石墨、科琴黑、碳纳米管、纳米碳纤维中的至少一种。优选地，所述水性粘结剂选自甲基纤维素、甲基纤维素锂、聚丙烯酸盐、碳纳米管、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、丁苯橡胶、树脂F103、树脂F105、LA-132、LA-133、LA-135中的至少一种。本专利技术还提出了所述锂离子电池水性正极片的制备工艺，所述工艺包括下述步骤：S1、在真空环境中，将活性物质、导电剂、水性粘结剂进行烘烤；S2、将去离子水和烘烤后的水性粘结剂混合，搅拌，得混合物A；S3、向混合物A中加入烘烤后的导电剂，搅拌，得混合物B；S4、向混合物B中加入烘烤后的活性物质，抽真空，搅拌，得水性正极浆料；S5、检测水性正极浆料的粘度至达到1000-4000mpa·s，得合格的水性正极浆料；S6、将合格的水性正极浆料涂覆于集流体导电基层上形成活性物质涂层，烘干，得锂离子电池水性正极片。优选地，步骤1中，真空环境的真空度为-0.08到-0.1Mpa。优选地，步骤1中，烘烤的温度为80-130℃。优选地，步骤2中，搅拌的时间为0.5-5h。优选地，步骤2中，搅拌的速度为800-2000r/min。优选地，步骤3中，搅拌的时间为0.5-3h。优选地，步骤3中，搅拌的速度为1800-3000r/min。优选地，步骤4中，搅拌的时间为3-7h。优选地，步骤4中，搅拌的速度为2500-4000r/min。优选地，步骤1中，烘烤的时间为2-8h。本专利技术以水性粘结剂作为粘结剂、去离子水作为溶剂混合搅拌成浆料，浆料均匀，导电剂、粘结剂分散效果良好，涂布制得的极片，表面外观光滑，没有颗粒的突起，与集流体铝箔的粘合牢靠，正极材料在卷绕过程中不易掉膜、脱落，组装的电池稳定。本专利技术以去离子水为溶剂，用水性粘结剂制备正极浆料，环境湿度要求不高，搅拌难度降低，浆料搅拌抽真空后卸真空无需用氩气、氮气等保护气体，直接可以充入空气进行卸真空，降低了搅拌设备的要求和生产成本；涂布干燥时蒸发出来的是水蒸气，对大气没有污染，属于环保型锂离子电池，无需除污设备，降低设备成本，不会对生产人员造成健康威胁，同时水分的蒸发干燥温度比有机溶剂的低，降低了涂布干燥温度、能耗以及对涂布设备的要求。附图说明图1为本专利技术制备锂离子电池的工艺流程图。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种锂离子电池水性正极片，所述正极片由以下按重量份的原料制成：活性物质46份、导电剂1.5份、水性粘结剂3份、去离子水47份。所述锂离子电池水性正极片的制备工艺，所述工艺包括下述步骤：S1、在真空环境中，将活性物质、导电剂、水性粘结剂进行烘烤；S2、将去离子水和烘烤后的水性粘结剂混合，搅拌，得混合物A；S3、向混合物A中加入烘烤后的导电剂，搅拌，得混合物B；S4、向混合物B中加入烘烤后的活性物质，抽真空，搅拌，得水性正极浆料；S5、检测水性正极浆料的粘度至达到1000-4000mpa·s，得合格的水性正极浆料；S6、将合格的水性正极浆料涂覆于集流体导电基层上形成活性物质涂层，烘干，得锂离子电池水性正极片。实施例2一种锂离子电池水性正极片，所述正极片由以下按重量份的原料制成：活性物质45份、导电剂2份、水性粘结剂1份、去离子水50份；其中，所述活性物质为三元材料；所述导电剂为科琴黑；所述水性粘结剂为聚乙烯醇。所述锂离子电池水性正极片的制备工艺，所述工艺包括下述步骤：S1、在真空环境中，将活性物质、导电剂、水性粘结剂进行烘烤；S2、将去离子水和烘烤后的水性粘结剂混合，搅拌，得混合物A；S3、向混合物A中加入烘烤后的导电剂，搅拌，得混合物B；S4、向混合物B中加入烘烤后的活性物质，抽真空，搅拌，得水性正极浆料；S5、检测水性正极浆料的粘度至达到1000-4000mpa·s，得合格的水性正极浆料；S6、将合格的水性正极浆料涂覆于集流体导电基层上形成活性物质涂层，烘干，得锂离子电池水性正极片；其中，步骤1中，烘烤的温度为130℃；步骤3中，搅拌的时间为0.5h；步骤4中，搅拌的时间为3h；步骤1中，烘烤的时间为2h。实施例3一种锂离子电池水性正极片，所述正极片由以下按重量份的原料制成：活性物质50份、导电剂1份、水性粘结剂5份、去离子水45份；其中，所述活性物质为磷酸铁锂；所述导电剂为碳纳米管；所述水性粘结剂为丁苯橡胶。所述锂离子电池水性正极片的制备工艺，所述工艺包括下述步骤：S1、在真空环境中，将活性物质、导电剂、水性粘结剂进行烘烤；S2、将去离子水和烘烤后的水性粘结剂混合，搅拌，得混合物A；S3、向混合物A中加入烘烤后的导电剂，搅拌，得混合物B；S4、向混合物B中加入烘烤后的活性物质，抽真空，搅拌，得水性正极浆料；S5、检测水性正极浆料的粘度至达到1000-4000mpa·s，得合格的水性正极浆料；S6、将合格的水性正极浆料涂覆于集流体导电基层上形成活性物质涂层，烘干，得锂离子电池水性正极片；其中，步骤1中，真空环境的真空度为-0.1Mpa；步骤1中，烘烤的温度为80℃；步骤3中，搅拌的时间为3h；步骤4中，搅拌的时间为7h；步骤1中，烘烤的时间为8h。实施例4一种锂离子电池水性正极片，所述正极片由以下原料制成：活性物质10kg、导电剂0.1031kg、水性粘结剂0.2062kg、去离子水3.9178kg；其中，所述活性物质为锰酸锂；所述导电剂为炭黑；所述水性粘结剂为LA132。所述锂离子电池水性正极片的制备工艺，所述工艺包括下述步骤：S1、在真空环境中，将活性物质、导电剂、水性粘结剂进行烘烤；S2、将去离子水和烘烤后的水性粘结剂混合，搅拌，得混合物A；S3、向混合物A中加入烘烤后的导电剂，搅拌，得混合物B；S4、向混合物B中加入烘烤后的活性物质，抽真空，搅拌，得水性正极浆料；S5、检测水性正极浆料的粘度至达到1000-4000mpa·s，得合格的水性正极浆料；S6、将合格的水性正极浆料涂覆于集流体导电基层上形成活性物质涂层，烘干，得锂离子电池水性正极片；其中，步骤1中，真空环境的真空度为-0.08本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池水性正极片，其特征在于，所述正极片由以下按重量份的原料制成：活性物质45‑50份、导电剂1‑2份、水性粘结剂1‑5份、去离子水45‑50份。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池水性正极片，其特征在于，所述正极片由以下按重量份的原料制成：活性物质45-50份、导电剂1-2份、水性粘结剂1-5份、去离子水45-50份。2.根据权利要求1所述锂离子电池水性正极片，其特征在于，所述活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述锂离子电池水性正极片，其特征在于，所述导电剂选自炭黑、导电石墨、科琴黑、碳纳米管、纳米碳纤维中的至少一种。4.根据权利要求1-3任一项所述锂离子电池水性正极片，其特征在于，所述水性粘结剂选自甲基纤维素、甲基纤维素锂、聚丙烯酸盐、碳纳米管、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、丁苯橡胶、树脂F103、树脂F105、LA-132、LA-133、LA-135中的至少一种。5.基于权利要求1-4任一项所述锂离子电池水性正极片的制备工艺，其特征在于，所述工艺包括下述步骤：S1、在真空环境中，将活性物质、导电剂、水性粘结剂进行烘烤；S2、将去离子水和烘烤后的水性粘结剂混合，搅拌，得混合物A；S3、向混合物A中加入烘烤后的导电剂，搅拌，得混合物B；S4、向混合物B中加入烘烤后的活性物质，抽真空，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珉云，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34