一种锂离子电池正极浆料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池正极浆料的制备方法，其包括以下步骤：1)将正极活性物质、粘结剂、第一导电剂和添加剂按配比使用行星式真空搅拌机在20±5rpm公转转速和1000±50rpm自转转速下搅拌10～25min，使温度控制在20～35℃；2)按配比加入溶剂后，在20±5rpm公转转速和1200±50rpm自转转速下搅拌60～100min；3)按配比加入第二导电剂后，在20±5rpm公转转速和1300±50rpm自转转速下搅拌100～140min，并进行真空消泡，真空度为‑0.08～‑0.1MPa。本发明专利技术制得的浆料稳定性好、一致性佳，且导电剂均匀地包覆正极活性物质，使得浆料内阻小、自放电率低。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极浆料的制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种锂离子电池正极浆料的制备方法。
技术介绍
目前随着全球性石油资源紧缺与气候环境的不断恶化，人类社会发展面临着严峻的挑战。发展清洁节能的新能源汽车受到世界各国的高度重视。新能源汽车的发展，关键在其动力电源。锂离子电池具有能量密度大、自放电小、无记忆效应、工作电压范围宽、使用寿命长、无环境污染等优点，是目前新能源汽车主要的动力电源。锂离子电池一般包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔膜。正极极片包括正极集流体和涂布在正极集流体上的正极膜片，负极片包括负极集流体和涂布在负极集流体上的负极膜片。电极极片制备时，首先将活性物质、导电剂、粘接剂和溶剂一起制成电极浆料，再将其按要求涂覆在集流体表面，然后进行干燥，得到电池极片。其中电极浆料的性能对锂离子电池的性能有着重要的影响。电极浆料中各组分分散得越均匀，极片便具有越好的加工性能，且电极各处的阻抗分布均匀，在充放电时活性物质的作用可以发挥得越大，其平均克容量发挥将会有所提升，从而提升全电池的性能。实际应用上，传统的正极浆料制备方法是将正极活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂依次加入搅拌桶中搅拌得到正极浆料。此种方法首先对导电剂的分散需要长时间处理，耗时长且分散状态和包覆效果并不理想，尤其是对于采用碳纳米管(CNT)、石墨烯等为导电剂的浆料制备；其次传统工艺需要在浆料制备过程中，对搅拌体系一直保持抽真空状态，造成浆料体系内部温度易升高，同时又在外部加循环水进行冷却，因此对设备的要求和磨损都很高。以上导致浆料制备效率低、稳定性差、效果不理想，对后续极片的制备、锂离子电池的性能都会造成影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池正极浆料的制备方法，以提高浆料的分散性、稳定性和一致性，降低浆料的内阻和自放电率。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下质量分数的组分：按以下步骤进行制备：1)将正极活性物质、粘结剂、第一导电剂和添加剂按配比使用行星式真空搅拌机在20±5rpm公转转速和1000±50rpm自转转速下搅拌10～25min，使温度控制在20～35℃；2)按配比加入溶剂后，在20±5rpm公转转速和1200±50rpm自转转速下搅拌60～100min；3)按配比加入第二导电剂后，在20±5rpm公转转速和1300±50rpm自转转速下搅拌100～140min，并进行真空消泡，真空度为-0.08～-0.1MPa。优选地，所述第一导电剂和所述第二导电剂均为导电碳黑、导电石墨、碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯中的至少一种。更优选地，所述第一导电剂和所述第二导电剂均为碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯中的至少一种；相比于导电碳黑和导电石墨，碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯具有超大比表面积、超低体积电阻率等优越特性，因此能够更好地包覆正极活性物质，提高其导电性能。优选地，所述添加剂为碳酸盐，所述碳酸盐为碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、碳酸锌、碳酸氢锂、碳酸氢钠和碳酸钾中的至少一种。当锂离子电池发生过充/高温时，正极材料中碳酸盐高压氧化，使碳酸盐提前分解产气，使得电池内压增大，让电芯内部压敏装置工作，切断过充回路电流，防止过充的进一步进行。优选地，所述正极活性物质为LiNi1-x-y-zCoxMnyAlzO2，其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1且0≤x+y+z≤1。优选地，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶中的至少一种。优选地，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丁酸甲酯、丙烯酸甲酯、乙烯亚硫酸酯、丙烯亚硫酸酯、亚硫酸二甲酯、二乙基亚硫酸酯、酸酐、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、环丁砜、二甲亚砜、甲硫醚、γ-丁内酯和四氢呋喃中的至少一种。相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：1)包覆均匀、分散效果好：本专利技术先将正极活性物质、粘结剂、第一导电剂和添加剂进行高粘度低速搅拌分散，搅拌桨对浆料的机械作用力大，能起到很好的分散效果，再依次加入溶剂和第二导电剂进行低粘度高速搅拌，使各组分彻底被分散开；所得浆料稳定性好、一致性佳，且导电剂均匀地包覆正极活性物质，使得浆料内阻小、自放电率低；2)制备时间短：本专利技术正极浆料制备时间全程约为180～280分钟，相比常规正极浆料制备工艺约5～8小时的时间，大大提高了生产效率；3)设备磨损小：本专利技术只在最后真空消泡过程中才需要对搅拌桶进行抽真空，相比传统工艺需要在浆料制备过程中，对搅拌体系一直保持抽真空状态，造成搅拌过程中热量难散发，浆料温度易升高的弊端，具有实质性改善效果，短时间抽真空处理降低设备负担，减小设备磨损。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下质量分数的组分：按以下步骤进行制备：1)将LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2、聚偏氟乙烯、导电碳黑和碳酸锂按配比使用行星式真空搅拌机在20rpm公转转速和1000rpm自转转速下搅拌10min，使温度控制在20～35℃；2)按配比加入N-甲基吡咯烷酮后，在20rpm公转转速和1200rpm自转转速下搅拌60min；3)按配比加入碳纳米管后，在20rpm公转转速和1300rpm自转转速下搅拌100min，并进行真空消泡，真空度为-0.08～-0.1MPa，得到正极浆料。实施例2一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下质量分数的组分：按以下步骤进行制备：1)将LiNi0.4Co0.3Mn0.3O2、聚四氟乙烯、导电石墨和碳酸钠按配比使用行星式真空搅拌机在25rpm公转转速和1050rpm自转转速下搅拌25min，使温度控制在20～35℃；2)按配比加入N-甲基吡咯烷酮后，在25rpm公转转速和1250rpm自转转速下搅拌100min；3)按配比加入石墨烯后，在25rpm公转转速和1350rpm自转转速下搅拌140min，并进行真空消泡，真空度为-0.08～-0.1MPa，得到正极浆料。实施例3一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下质量分数的组分：按以下步骤进行制备：1)将LiNi0.4Co0.3Mn0.2Al0.1O2、聚乙烯基吡咯烷酮、导电碳黑和碳酸钾按配比使用行星式真空搅拌机在15rpm公转转速和950rpm自转转速下搅拌20min，使温度控制在20～35℃；2)按配比加入碳酸乙烯酯后，在15rpm公转转速和1150rpm自转转速下搅拌80min；3)按配比加入碳纳米纤维后，在15rpm公转转速和1250rpm自转转速下搅拌120min，并进行真空消泡，真空度为-0.08～-0.1MPa，得到正极浆料。实施例4一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下质量分数的组分：

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下质量分数的组分：按以下步骤进行制备：1)将正极活性物质、粘结剂、第一导电剂和添加剂按配比使用行星式真空搅拌机在20±5rpm公转转速和1000±50rpm自转转速下搅拌10～25min，使温度控制在20～35℃；2)按配比加入溶剂后，在20±5rpm公转转速和1200±50rpm自转转速下搅拌60～100min；3)按配比加入第二导电剂后，在20±5rpm公转转速和1300±50rpm自转转速下搅拌100～140min，并进行真空消泡，真空度为-0.08～-0.1MPa。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于：所述第一导电剂和所述第二导电剂均为导电碳黑、导电石墨、碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于：所述添加剂为碳酸盐，所述碳酸盐为碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈惠霞，
申请(专利权)人：东莞塔菲尔新能源科技有限公司，江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司，深圳塔菲尔新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44