一种高压实密度的正极材料的制作配方组成比例

本发明专利技术公开了一种高压实密度的正极材料的制作配方，包括以下质量比组分：1%聚偏氟乙烯粉末、1%碳纳米管粉末、1%导电炭黑粉末以及97%811镍钴锰酸锂粉末，将上述粉末混入N‑甲基吡咯烷酮溶剂进行搅拌制成正极材料的浆料。本发明专利技术的配方组成材料再加工冷压工艺后，原材中的大小颗粒混合可以有效增加材料的压实密度，并且提高克容量以及电池的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高压实密度的正极材料的制作配方
本专利技术涉及汽车动力锂电池
，尤其涉及一种高压实密度的正极材料的制作配方。
技术介绍
近年来研究者通过各种手段来提高锂离子电池的能量密度，如提高正负极材料的比容量，使用高镍三元以及硅碳负极等，来改善其续航里程的不足。三元材料相对于磷酸铁锂材料，有着更高的比容量，真实密度为4.8g/cm3，实际的压实密度一般只能做到3.4-3.5g/cm3，过高的压实密度会导致三元材料颗粒破碎，新鲜界面裸露导致电池寿命急剧下降。也就是说，由于传统的正极材料的组成配方限制了其成型后的正极极片密度，所以如何提出一种能够提高正极极片密度的正极材料配方是业界亟待解决问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的上述不足，提出了一种高压实密度的正极材料的制作配方。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种高压实密度的正极材料的制作配方，包括以下质量比组分：1%聚偏氟乙烯粉末、1%碳纳米管粉末、1%导电炭黑粉末以及97%811镍钴锰酸锂粉末，将上述粉末混入N-甲基吡咯烷酮溶剂进行搅拌制成正极材料的浆料。进一步地，所述811镍钴锰酸锂粉末采用粒径为4μm粒径、7μm粒径、14μm粒径的三种不同粒径的三元811镍钴锰酸锂颗粒等比例混合制成。其中，上述的材料聚偏氟乙稀学名是PolyvinylideneFluoride（英文缩写PVDF）碳纳米管的学名是CarbonNanotube（英文缩写CNT）；导电炭黑的学名是superpli（英文缩写SP）；811镍钴锰酸锂学名是LithiumNickelCobaltManganeseOxide（英文缩写NCM811）。本专利技术的正极材料的配方将将粒径D50为4μm、7μm、14μm的三元颗粒等比例混合，并根据浆料配方1%PVDF、1%CNT、1%SP、97%NCM811制备成正极极片，经3.5g/cm3冷压后，与负极片、隔离膜、电解液组装成软包电池，并在4.2V下进行3C的循环测试。将正极片沿横截面进行Ar离子抛光，可以看到内部颗粒排列紧密，并且颗粒没有破碎现象出现。与现有技术相比，本专利技术的配方组成材料再加工冷压工艺后，原材中的大小颗粒混合可以有效增加材料的压实密度，并且提高克容量以及电池的循环性能。附图说明图1为本专利技术的实施例中的C组冷压后截面扫描图；图2为本专利技术的实施例中的D组冷压后截面扫描图；图3为本专利技术的实施例中的C组和D组4.2V下的3C循环曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例对专利技术进行详细的说明。实施例：试验对比选取烧结得到不同粒径的NCM811材料，D50分别为4μm、7μm、14μm；等重量取三种D50的材料，混合均匀，得到混合粒径的三元NCM811。设置实验组别，其中，粒径4μm、7μm、14μm以及混合粒径分别为A、B、C、D四组，然后分别使用N-甲基吡咯烷酮溶剂将每一组正极材料制成浆料，经涂布、烘烤后进行冷压。设计冷压压密分别为3.4g/cm3、3.5g/cm3、3.6g/cm3。分别将A、B、C、D四组极片按这三个压密进行冷压，在极片不断裂的前提下，压到目标压密。冷压走带速率设计为0.6m/s。不同组别不同压密下冷压断带情况如表1：表1不同颗粒在不同压密下的断带情况根据上表，将不断带下冷压的极片（C组3.5g/cm3和D组3.5/cm3）进行截面切割制样，制样方法采取氩离子抛光的方式。将抛光后的正极片样品在扫描电镜下观察其横截面。结果请参见如图1和2。从扫描图（附图1和图2）中可以看出，C组的三元材料颗粒在3.5g/cm3的条件下已出现明显的破碎现象，而D组混合颗粒在3.5g/cm3的压密条件下冷压，颗粒通过大小混合的方式，有着很好的紧密性，几乎没有颗粒破碎的现象出现。另外，请参见图3，将C和D组的3.5g/cm3的正极片与同样的负极片、隔离膜、电解液组装成软包电池，进行电性能的测试。其中C组3.5g/cm3比容量为181.3mAh/g，而D组3.5g/cm3比容量为182.6mAh/g。这是因为D组由大小颗粒搭配而成，小颗粒比表面积大，颗粒中间的锂离子容易脱嵌出来，从而有更高的容量。此外，两组电池分别在4.2V下进行3C充放电的实验，如图3所示，C组电芯容量保有率明显衰减更快，这是由于颗粒破碎后更多的新鲜表面裸露出来，与电解液发生更多的副反应二导致材料结构异变不稳定，从而容量急速的减少。上述实施例仅表达了本专利技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。因此，本专利技术专利和保护范围应以所附权利要求书为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压实密度的正极材料的制作配方，其特征在于，包括以下质量比组分：1%聚偏氟乙烯粉末、1%碳纳米管粉末、1%导电炭黑粉末以及97%811镍钴锰酸锂粉末，将上述粉末混入N‑甲基吡咯烷酮溶剂进行搅拌制成正极材料的浆料。

【技术特征摘要】
1.一种高压实密度的正极材料的制作配方，其特征在于，包括以下质量比组分：1%聚偏氟乙烯粉末、1%碳纳米管粉末、1%导电炭黑粉末以及97%811镍钴锰酸锂粉末，将上述粉末混入N-甲基吡咯烷酮溶剂进行搅拌制成正...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永兴，卜相楠，周雷军，娇贺东，曾裕，邓志华，崔献广，王红明，安中举，
申请(专利权)人：江西星盈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36