一种高性能的锰系材料正极浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能的锰系材料正极浆料，包括活性物质80‑96份、导电剂1‑5份、粘结剂1‑5份和络合剂1‑5份，活性物质为LiMn2O4，LiNixCoyMn(1‑x‑y)O2，LiNi0.5Mn1.5O4和LiNi0.5Mn0.5O2中的一种或几种。导电剂为碳纳米管粉末或碳纳米管分散液，粘结剂为聚偏二氟乙烯，络合剂为乙二胺四乙酸。本发明专利技术采用乙二胺四乙酸为络合剂，能够较强的络合溶解游离出的锰离子，从而避免其在负极表面沉积，采用碳纳米管作为导电剂，提高极片电导率，降低充放电过程中的温度变化，明显改善使用含锰正极材料的锂离子电池的循环性能；通过严格控制三次加入的NMP的比例，材料的克容量相对于现有的锂电池有了大幅度的提升,并极大提高了正极膜片的空间利用率,所得到正极膜片的压实密度可以达到5.0g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种高性能的锰系材料正极浆料及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，具体为一种高性能的锰系材料正极浆料及其制备方法，以及使用这种正极浆料制备而成的正极片。
技术介绍
锂离子电池由于具有输出电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能优越、无记忆效应等优点，被广泛应用于便携式电子产品、电动汽车、中大型储能产品使用的新能源动力。在锂离子电池中，正极材料对电池性能起着至关重要的作用。目前使用的正极材料中有较多含锰材料，如：LiMn2O4，LiNixCoyMn(1-x-y)O2，LiNi0.5Mn1.5O4，LiNi0.5Mn0.5O2等，由于姜泰勒效应使得Mn3+溶解，并发生歧化反应后沉积于负极表面，破坏SEI膜，从而影响电池的循环性能，而高温下此现象更严重，目前配方工艺制备的正极片并不能改善该情况。
技术实现思路
为解决现有技术存在的锂离子电池由于姜泰勒效应使得Mn3+溶解，并发生歧化反应后沉积于负极表面，破坏SEI膜，从而影响电池的循环性能，而高温下此现象更严重的缺陷，本专利技术提供一种高性能的锰系材料正极浆料及其制备方法。一种高性能的锰系材料正极浆料，包括以下质量份数的各组分：活性物质80-96份、导电剂1-5份、粘结剂1-5份和络合剂1-5份，所述的活性物质为LiMn2O4，LiNixCoyMn(1-x-y)O2，LiNi0.5Mn1.5O4和LiNi0.5Mn0.5O2中的一种或几种。进一步的，所述的导电剂为碳纳米管粉末或碳纳米管分散液，提高极片电导率，降低充放电过程中的温度变化，明显改善使用含锰正极材料的锂离子电池的循环性能。进一步的，所述的粘结剂为聚偏二氟乙烯。进一步的，所述的络合剂为乙二胺四乙酸。乙二胺四乙酸能够较强的络合溶解游离出的锰离子，从而避免其在负极表面沉积。进一步的，包括以下质量份数的各组分：LiNi0.5Mn0.5O295份、碳纳米管粉末2.5份、聚偏二氟乙烯2份和乙二胺四乙酸0.5份。一种高性能的锰系材料正极浆料的制备方法，包括以下步骤：先将活性物质与导电剂、粘结剂、络合剂置于搅拌罐内干混，然后加入部分NMP(N-甲基吡咯烷酮)进行润湿，润湿后再次加入部分NMP进行捏合，最后加入适量NMP进行高速分散，分散后的浆料脱泡后即可进行涂布使用。进一步的，三次加入的NMP的质量之比为3～5：2:1。通过严格控制三次加入的NMP的比例，材料的克容量相对于现有的锂电池有了大幅度的提升,并极大提高了正极膜片的空间利用率,所得到正极膜片的压实密度可以达到5.0g/cm3以上。一种正极片的制备方法，将正极浆料经涂布机双面均匀的涂覆于铝箔表面后，烘干后在铝箔表面形成正极活性膜层，即得所述正极片。优选的，所述正极活性膜层的厚度为20～200微米。有益效果：本专利技术的高性能的锰系材料正极浆料采用乙二胺四乙酸为络合剂，能够较强的络合溶解游离出的锰离子，从而避免其在负极表面沉积，采用碳纳米管作为导电剂，提高极片电导率，降低充放电过程中的温度变化，明显改善使用含锰正极材料的锂离子电池的循环性能。通过严格控制三次加入的NMP的比例，材料的克容量相对于现有的锂电池有了大幅度的提升,并极大提高了正极膜片的空间利用率,所得到正极膜片的压实密度可以达到5.0g/cm3以上。具体实施方式实施例1一种高性能的锰系材料正极浆料，包括以下质量份数的各组分：活性物质80份、导电剂1份、粘结剂1份和络合剂1份，所述的活性物质为LiNixCoyMn(1-x-y)O2。先将活性物质与导电剂、粘结剂、络合剂置于搅拌罐内干混，然后加入部分NMP进行润湿，润湿后再次加入部分NMP进行捏合，最后加入适量NMP进行高速分散，分散后的浆料脱泡后即可进行涂布使用。三次加入的NMP的质量之比为3：2:1。一种正极片的制备方法，将正极浆料经涂布机双面均匀的涂覆于铝箔表面后，烘干后在铝箔表面形成正极活性膜层，所述正极活性膜层的厚度为200微米，即得所述正极片。实施例2一种高性能的锰系材料正极浆料，包括以下质量份数的各组分：活性物质96份、导电剂5份、粘结剂5份和络合剂1份，所述的活性物质为LiNixCoyMn(1-x-y)O2和LiNi0.5Mn0.5O2按照质量比为2:1的混合物。先将活性物质与导电剂、粘结剂、络合剂置于搅拌罐内干混，然后加入部分NMP进行润湿，润湿后再次加入部分NMP进行捏合，最后加入适量NMP进行高速分散，分散后的浆料脱泡后即可进行涂布使用。三次加入的NMP的质量之比为5：2:1。一种正极片的制备方法，将正极浆料经涂布机双面均匀的涂覆于铝箔表面后，烘干后在铝箔表面形成正极活性膜层，所述正极活性膜层的厚度为20微米，即得所述正极片。所述的导电剂为碳纳米管粉末或碳纳米管分散液，所述的粘结剂为聚偏二氟乙烯，所述的络合剂为乙二胺四乙酸。实施例3一种高性能的锰系材料正极浆料，包括以下质量份数的各组分：活性物质94.5份、导电剂3份、粘结剂2份和络合剂0.5份，所述的活性物质为LiMn2O4。先将活性物质与导电剂、粘结剂、络合剂置于搅拌罐内干混，然后加入部分NMP进行润湿，润湿后再次加入部分NMP进行捏合，最后加入适量NMP进行高速分散，分散后的浆料脱泡后即可进行涂布使用。三次加入的NMP的质量之比为4：2:1。一种正极片的制备方法，将正极浆料经涂布机双面均匀的涂覆于铝箔表面后，烘干后在铝箔表面形成正极活性膜层，所述正极活性膜层的厚度为80微米，即得所述正极片。所述的导电剂为碳纳米管粉末，所述的粘结剂为聚偏二氟乙烯，所述的络合剂为乙二胺四乙酸。实施例4一种高性能的锰系材料正极浆料，包括以下质量份数的各组分：活性物质95份、导电剂2.5份、粘结剂2份和络合剂0.5份，所述的活性物质为LiNixCoyMn(1-x-y)O2和LiNi0.5Mn0.5O2按照质量比为2:1的混合物。先将活性物质与导电剂、粘结剂、络合剂置于搅拌罐内干混，然后加入部分NMP进行润湿，润湿后再次加入部分NMP进行捏合，最后加入适量NMP进行高速分散，分散后的浆料脱泡后即可进行涂布使用。三次加入的NMP的质量之比为5：2:1。一种正极片的制备方法，将正极浆料经涂布机双面均匀的涂覆于铝箔表面后，烘干后在铝箔表面形成正极活性膜层，所述正极活性膜层的厚度为10微米，即得所述正极片。所述的导电剂为碳纳米管分散液，所述的粘结剂为聚偏二氟乙烯，所述的络合剂为乙二胺四乙酸。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能的锰系材料正极浆料，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：活性物质80‑96份、导电剂1‑5份、粘结剂1‑5份和络合剂1‑5份，所述的活性物质为LiMn2O4，LiNixCoyMn(1‑x‑y)O2，LiNi0.5Mn1.5O4和LiNi0.5Mn0.5O2中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.一种高性能的锰系材料正极浆料，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：活性物质80-96份、导电剂1-5份、粘结剂1-5份和络合剂1-5份，所述的活性物质为LiMn2O4，LiNixCoyMn(1-x-y)O2，LiNi0.5Mn1.5O4和LiNi0.5Mn0.5O2中的一种或几种。2.如权利要求1所述的高性能的锰系材料正极浆料，其特征在于，所述的导电剂为碳纳米管粉末或碳纳米管分散液。3.如权利要求1或2所述的高性能的锰系材料正极浆料，其特征在于，所述的粘结剂为聚偏二氟乙烯。4.如权利要求3所述的高性能的锰系材料正极浆料，其特征在于，所述的络合剂为乙二胺四乙酸。5.如权利要求1所述的高性能的锰系材料正极浆料，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：LiNi0.5Mn0.5O2...

【专利技术属性】
技术研发人员：史新明，谭迎迎，
申请(专利权)人：江苏金阳光新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32