本发明专利技术公开的一种锂离子电池水系正极浆料，包括磷酸铁锂、导电剂、粘结剂和去离子水。此外，本发明专利技术还公开了一种锂离子电池，以及一种锂离子电池水系正极浆料的制备方法。本发明专利技术公开的一种锂离子电池水系正极浆料及其制备方法、锂离子电池，该锂离子电池水系正极浆料具有导电性能优异、粘结力强、活性物质含量高及无需添加分散剂且加工性能优异的特点，从而能够保证电池的循环性能及安全稳定性，有利于提高电池生产厂家产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池水系正极浆料及其制备方法、锂离子电池
本专利技术涉及电池
，特别是涉及一种锂离子电池水系正极浆料及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
目前，新能源汽车的动力核心是动力电池，动力电池的三大性能指标为：能量密度、安全稳定性和循环寿命。其中，磷酸铁锂电池因其具有优异的热稳定性和循环性能，而在动力电池中占有较大比例。节能减排、绿色环保理念的深入，推动了磷酸铁锂电池正极水系浆料配方的发展。对于磷酸铁锂电池的正极浆料，主要包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂。由于磷酸铁锂的电导率低，锂离子扩散系数低，常需在浆料中添加较大比例的导电剂。常规导电剂如导电炭黑SP，导电性略差用量多，电池活性物质含量低。为提升电池能量密度，需增加活性物质在正极浆料中的比例，降低导电剂或粘结剂的用量。常规水性粘结剂LA系丙烯腈多元共聚物在加入碳纳米管等导电性强、比表面积大的导电剂后，LA与导电性强的导电剂两者极易相互吸附，造成浆料团聚分散困难；LA系浆料在涂覆过程中通过烘箱后的极片表面易开裂，极片及其易发生卷边，导致收卷困难，极片掉料严重，造成生产过程中良率低。目前还没有一种水系正极浆料，既具有活性物质含量高，导电性能优异，粘结力强，又具有加工性能好(涂覆过程极片不开裂，极片柔韧性好)，同时能够保证电池的循环性能及安全稳定性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种锂离子电池水系正极浆料及其制备方法、锂离子电池，该锂离子电池水系正极浆料具有导电性能优异、粘结力强、活性物质含量高且加工性能优异，从而能够保证电池的循环性能及安全稳定性，有利于提高电池生产厂家产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。为此，本专利技术提供了一种锂离子电池水系正极浆料，包括磷酸铁锂、导电剂、粘结剂和去离子水，其中：所述磷酸铁锂、导电剂、粘结剂和去离子水之间的质量比为(50～70)：(0～5)：(1～5)：(25～48)。其中，所述导电剂为超导乙炔黑Li435、导电炭黑SP或者复合导电剂；所述复合导电剂包括碳纳米管CNT和导电炭黑SP，或者碳纳米管CNT和超导乙炔黑Li435；所述粘结剂为包括组分A和组分B的粘结剂；其中，组分A为包括纤维素和聚丙烯酸的混合物，B组分为聚丙烯酸。其中，所述纤维素包括甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧丙基甲基纤维素和羧丙基纤维素中的至少一种。其中，在复合导电剂中，碳纳米管CNT和导电炭黑SP的质量比为1:(1～2)，或者碳纳米管CNT和超导乙炔黑Li435的质量比为1:(1～2)。其中，所述锂离子水系正极浆料在烘干后，各组分的质量百分比含量分别为：磷酸铁锂为92％～97％、导电剂为1％～4％，、粘结剂为2％～5％。其中，当所述导电剂为超导乙炔黑Li435时，所述锂离子水系正极浆料在烘干后，组分质量百分比含量为：磷酸铁锂为94～96％、超导乙炔黑Li435为1～3％，粘结剂为2.5～3.5％。其中，当所述导电剂为包括碳纳米管CNT和导电炭黑SP的复合导电剂时，所述锂离子水系正极浆料在烘干后，组分质量百分比含量为：磷酸铁锂为94～96％、复合导电剂为1.5％～2.5％，粘结剂为2.5～3.5％。此外，本专利技术还提供了一种锂离子电池，包括正极集流体，所述正极集流体的表面涂覆有如前面所述的磷酸铁锂电池水性正极浆料。另外，本专利技术还提供了一种锂离子电池水系正极浆料的制备方法，包括以下步骤：第一步、将组分A的粘结剂与导电剂Li435或导电炭黑SP混合搅拌1～3小时，搅拌速率2500～5000rpm，使得浆料细度小于50μm。第二步、将磷酸铁锂粉末分为两等份，分别依次加入，搅拌时间为2～6小时，搅拌速率2500～5000rpm，使得浆料细度小于70μm；第三步、加入去离子水调节浆料粘度，将浆料的粘度控制在7000～12000cps；第四步：加入组分B的粘结剂，搅拌速率1000～2000rpm，搅拌时间0.5～1.5小时，制备获得锂离子电池水系正极浆料。其中，所述第一步和第二步之间，还包括以下步骤：第五步、加入第二种导电剂碳纳米管CNT，搅拌1～3小时，搅拌速率2500～5000rpm，使得浆料的细度小于50μm。其中，组分A的粘结剂为包括纤维素和聚丙烯酸的混合物，粘结剂的B组分为聚丙烯酸。其中，添加质量百分比为1％～2％的组分A的粘结剂、1％～4％的导电剂(具体为Li435或导电炭黑SP)、92％～97％的磷酸铁锂粉末、1％～3％的组分B的粘结剂和0～2％的碳纳米管CNT；所述纤维素包括甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧丙基甲基纤维素和羧丙基纤维素中的至少一种。由以上本专利技术提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本专利技术提供了一种锂离子电池水系正极浆料及其制备方法、锂离子电池，该锂离子电池水系正极浆料具有导电性能优异、粘结力强和活性物质含量高且加工性能优异，从而能够保证电池的循环性能及安全稳定性，有利于提高电池生产厂家产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。附图说明图1为一种锂离子电池水系正极浆料的制备方法的流程图；图2为本专利技术的实施例1制备的浆料涂覆在铝箔上的扫描电镜SEM图；图3为对比例1制备的浆料涂覆在铝箔上的扫描电镜SEM图；图4为本专利技术的实施例3制备的浆料涂覆在铝箔上的扫描电镜SEM图；图5为对比例2制备的浆料涂覆在铝箔上的扫描电镜SEM图；图6为本专利技术实施例1获得的软包电池与对比例1获得的软包电池的循环性能测试对比结果的示意图；图7为本专利技术的实施例3获得的软包电池与对比例2获得的软包电池的循环性能测试对比结果的示意图；图8为本专利技术的实施例3获得的软包电池与对比例2获得的软包电池的倍率性能测试对比结果的示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提供了一种锂离子电池水系正极浆料，包括磷酸铁锂(作为正极活性物质)、导电剂、粘结剂和去离子水(去离子水作为溶剂)，其中：所述磷酸铁锂、导电剂、粘结剂和去离子水之间的质量比为(50～70)：(0～5)：(1～5)：(25～48)。在本专利技术中，具体实现上，所述导电剂为超导乙炔黑Li435、导电炭黑SP或者复合导电剂；所述复合导电剂(即导电剂的混合物)包括碳纳米管CNT和导电炭黑SP，或者碳纳米管CNT和超导乙炔黑Li435。具体实现上，在复合导电剂中，碳纳米管CNT和导电炭黑SP的质量比为1:(1～2)，或者碳纳米管CNT和超导乙炔黑Li435的质量比为1:(1～2)。在本专利技术中，具体实现上，所述粘结剂为包括组分A和组分B(即AB双组分)的粘结剂；其中，组分A为包括纤维素和聚丙烯酸的混合物，B组分为聚丙烯酸。其中，所述纤维素可以包括甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧丙基甲基纤维素和羧丙基纤维素中的至少一种。在本专利技术中，具体实现上，所述锂离子水系正极浆料在烘干后，各组分的质量百分比含量分别为：磷酸铁锂(作为正极活性物质)为92％～97％、导电剂为1％～4％，、粘结剂为2％～5％。具体实现上，当所述导电剂为超导乙炔黑Li435时，所述锂离子水系正极浆料在烘干后，组分质量百分比含量优选为：磷酸铁锂(作为正极活性物质)为94～96％、超导乙炔黑Li435为1～3％，粘结剂为2.5～3.5％。具体实现上，当所述导电剂为包本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池水系正极浆料，其特征在于，包括磷酸铁锂、导电剂、粘结剂和去离子水，其中：所述磷酸铁锂、导电剂、粘结剂和去离子水之间的质量比为(50～70)：(0～5)：(1～5)：(25～48)。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池水系正极浆料，其特征在于，包括磷酸铁锂、导电剂、粘结剂和去离子水，其中：所述磷酸铁锂、导电剂、粘结剂和去离子水之间的质量比为(50～70)：(0～5)：(1～5)：(25～48)。2.如权利要求1所述的磷酸铁锂电池水性正极浆料，其特征在于，所述导电剂为超导乙炔黑Li435、导电炭黑SP或者复合导电剂；所述复合导电剂包括碳纳米管CNT和导电炭黑SP，或者碳纳米管CNT和超导乙炔黑Li435；所述粘结剂为包括组分A和组分B的粘结剂；其中，组分A为包括纤维素和聚丙烯酸的混合物，B组分为聚丙烯酸。其中，所述纤维素包括甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧丙基甲基纤维素和羧丙基纤维素中的至少一种。3.如权利要求2所述的磷酸铁锂电池水性正极浆料，其特征在于，在复合导电剂中，碳纳米管CNT和导电炭黑SP的质量比为1:(1～2)，或者碳纳米管CNT和超导乙炔黑Li435的质量比为1:(1～2)。4.如权利要求2所述的磷酸铁锂电池水性正极浆料，其特征在于，所述锂离子水系正极浆料在烘干后，各组分的质量百分比含量分别为：磷酸铁锂为92％～97％、导电剂为1％～4％，、粘结剂为2％～5％。5.如权利要求4所述的磷酸铁锂电池水性正极浆料，其特征在于，当所述导电剂为超导乙炔黑Li435时，所述锂离子水系正极浆料在烘干后，组分质量百分比含量为：磷酸铁锂为94～96％、超导乙炔黑Li435为1～3％，粘结剂为2.5～3.5％。6.如权利要求4所述的磷酸铁锂电池水性正极浆料，其特征在于，当所述导电剂为包括碳纳米管CNT和导电炭黑SP的复合导电剂时，所述锂离子水系正极浆料在...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔敏，杨凤玉，
申请(专利权)人：天津中聚新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。