一种离子导体浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种离子导体浆料及其制备方法和应用，所述离子导体浆料按照质量份数包括：0.05wt％‑99.98wt％的离子导体粉体材料，0wt％‑2wt％的防沉降剂，0wt％‑10wt％的粘结剂，0wt％‑2wt％的分散剂，0wt％‑2wt％的助剂和20wt％‑99.95wt％的溶剂；其中，所述离子导体粉体材料包括石榴石型固态电解质材料、NASCION型固态电解质材料、LISCION固态电解质材料、钙钛矿型固态电解质材料及其衍生材料中的一种；所述离子导体粉体的颗粒尺寸在1nm‑100um之间；所述离子导体浆料用于隔膜涂覆材料、正极材料包覆材料、负极材料包覆材料、正极材料添加剂、负极材料添加剂或合物固态电解质的添加剂。

A kind of ionic conductor paste and its preparation method and Application

The invention discloses an ionic conductor slurry and its preparation method and application. The ionic conductor slurry comprises: 0.05wt%99.98wt% ionic conductor powder material, 0wt%2wt% anti-settling agent, 0wt%10wt% binder, 0wt%2wt% dispersant, 0wt%2wt% assistant and 20wt%99.959;wt% solvent according to the mass fraction; of the ionic conductor slurry. Conductor powder materials include garnet-type solid electrolyte materials, NASCION-type solid electrolyte materials, LISCION-type solid electrolyte materials, perovskite-type solid electrolyte materials and one of their derivatives; the particle size of the ionic conductor powder is between 1nm and 100um; the ionic conductor slurry is used for diaphragm coating materials, positive material coating materials and negative material coating. Materials, additives for cathode materials, additives for negative materials or additives for solid electrolytes of compounds.

【技术实现步骤摘要】
一种离子导体浆料及其制备方法和应用
本专利技术涉及锂电池材料
，尤其涉及一种离子导体浆料及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，锂离子二次电池已广泛应用于移动电话、笔记本电脑等便携式电器中。随着技术的发展，锂离子电池在电动汽车和储能领域也有着非常好的应用前景，必将对未来人们的生活产生深刻的影响。随着锂电池的广泛应用和快速发展，人们对锂离子电池的性能要求也越来越高，不仅要求锂电池具有较高的容量，而且要求在反复的充放电过程中具有较好的容量保持率，表现出良好的循环性能，具有较长的使用寿命。制浆工艺在锂离子电池的整个生产工艺中对产品的品质质量影响度大于40％，是整个生产工艺中最重要的环节。但目前大部分工艺仍采用传统浆料制备工艺，采用高速分散工艺分散浆料，该工艺制备的浆料容易出现有结块且均匀性不好、稳定性差、制备工艺时间长等缺点。采用这种浆料制备的锂离子电池的性能存在一致性差的问题，从而影响锂离子电池的配组和使用。因此，迫切的需要一种新型浆料及其制备方法来弥补现有的技术缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种离子导体浆料及其制备方法和应用，用以解决现有技术存在的问题，通过提升制浆工艺质量来提升离子导体浆料的性能。为实现上述目的，第一方面，本专利技术实施例提供了一种离子导体浆料，离子导体浆料按照质量份数包括：0.05wt％-99.98wt％的离子导体粉体材料，0wt％-2wt％的防沉降剂，0wt％-10wt％的粘结剂，0wt％-2wt％的分散剂，0wt％-2wt％的助剂和20wt％-99.95wt％的溶剂；其中，所述离子导体粉体材料包括石榴石型固态电解质材料、NASCION型固态电解质材料、LISCION固态电解质材料、钙钛矿型固态电解质材料及其衍生材料中的一种；所述离子导体粉体的颗粒尺寸在1nm-100um之间；所述离子导体浆料用于隔膜涂覆材料、正极材料包覆材料、负极材料包覆材料、正极材料添加剂、负极材料添加剂或合物固态电解质的添加剂。优选的，所述石榴石型固态电解质具体为Li7+m-n-3zAlzLa3-mA4mZr2-nB4nO12；其中m，n，z均在(0-1]之间，A4为La、Ca、Sr、Ba或K中的一种或多种，B4为Ta、Nb、W或铪元素Hf中的一种或多种；所述LISICON型固态电解质具体为Li14A1(B1O4)4；其中A1为Zn、Zr、Cr或Sn中的一种或多种，B1为Ge、Si、S或P中的一种或多种；所述NASICON型固态电解质具体为Li1+xA2xB22-x(PO4)3；其中0.01≤x≤0.5，A2为Al、Y、Ga、Cr、In、Fe、Se或La中的一种或多种，B2为Ti、Ge、Ta、Zr、Sn、Fe、V或铪元素Hf中的一种或多种；所述钙钛矿型固态电解质具体为Li3yA32/3-yB3O3；其中0.01≤y≤0.5，A3为La、Al、Mg、Fe或Ta中的一种或多种，B3为Ti、Nb、Sr或Pr中的一种或多种。优选的，所述防沉降剂包括：聚酰胺蜡、聚氧乙烯脂肪胺醇、聚氧乙烯脂肪胺醇、聚氧乙烯脂肪醇硫酸盐、聚二醇醚或钛酸酯偶联剂中的一种或多种。优选的，所述粘结剂包括：聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚烯烃类、氟化橡胶、海藻酸钠、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯或聚氨酯或明胶中的一种或多种。优选的，所述分散剂包括：十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钾、辛基苯酚聚氧乙烯醚、单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、油酸酰或丁二酸中的一种或多种。优选的，所述助剂包括：聚二甲基硅氧烷、硅油、聚醚类、烷基聚氧乙烯醚羧酸钠、聚氧乙烯烷基酚醚、烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺或聚氧乙烯酰胺中的一种或多种。优选的，所述溶剂包括：去离子水、酒精、N-甲基吡咯烷酮NMP、四氢呋喃、二甲基甲酰胺DMF或丙酮中的一种或多种混合。第二方面，本专利技术实施例提供了一种上述第一方面所述的离子导体浆料的制备方法，包括：按照所需离子导体浆料总质量份数，将0wt％-10wt％的粘结剂和20wt％-99.95wt％的溶剂按所需比例加入到预搅拌罐中，待粘结剂完全溶解得到均匀的第一浆料；按所需比例将0.05wt％-99.98wt％的离子导体粉体材料加入第一浆料中，加入0wt％-2wt％的防沉降剂后在离心速度为500rpm-5000rpm的条件下离心处理30分钟-1小时；其中，所述离子导体粉体材料包括石榴石型固态电解质材料、NASCION型固态电解质材料、LISCION固态电解质材料、钙钛矿型固态电解质材料及其衍生材料中的一种；所述离子导体粉体的颗粒尺寸在1nm-100um之间；离心处理后，加入砂磨机进行砂磨，时间为30分钟-1小时；砂磨取出后加入0wt％-2wt％的分散剂和0wt％-2wt％的助剂进行搅拌分散，得到第二浆料；其中，搅拌速度为10rpm-50rpm，分散速度为1000rpm-5000rpm；对第二浆料进行超声处理，时间为30分钟-1小时，超声频率为1-10kHz，得到所需离子导体浆料。优选的，所述石榴石型固态电解质具体为Li7+m-n-3zAlzLa3-mA4mZr2-nB4nO12；其中m，n，z均在(0-1]之间，A4为La、Ca、Sr、Ba或K中的一种或多种，B4为Ta、Nb、W或铪元素Hf中的一种或多种；所述LISICON型固态电解质具体为Li14A1(B1O4)4；其中A1为Zn、Zr、Cr或Sn中的一种或多种，B1为Ge、Si、S或P中的一种或多种；所述NASICON型固态电解质具体为Li1+xA2xB22-x(PO4)3；其中0.01≤x≤0.5，A2为Al、Y、Ga、Cr、In、Fe、Se或La中的一种或多种，B2为Ti、Ge、Ta、Zr、Sn、Fe、V或铪元素Hf中的一种或多种；所述钙钛矿型固态电解质具体为Li3yA32/3-yB3O3；其中0.01≤y≤0.5，A3为La、Al、Mg、Fe或Ta中的一种或多种，B3为Ti、Nb、Sr或Pr中的一种或多种；所述防沉降剂包括：聚酰胺蜡、聚氧乙烯脂肪胺醇、聚氧乙烯脂肪胺醇、聚氧乙烯脂肪醇硫酸盐、聚二醇醚或钛酸酯偶联剂中的一种或多种；所述粘结剂包括：聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚烯烃类、氟化橡胶、海藻酸钠、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯或聚氨酯或明胶中的一种或多种；所述分散剂包括：十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钾、辛基苯酚聚氧乙烯醚、单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、油酸酰或丁二酸中的一种或多种；所述助剂包括：聚二甲基硅氧烷、硅油、聚醚类、烷基聚氧乙烯醚羧酸钠、聚氧乙烯烷基酚醚、烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺或聚氧乙烯酰胺中的一种或多种；所述溶剂包括：去离子水、酒精、N-甲基吡咯烷酮NMP、四氢呋喃、二甲基甲酰胺DMF或丙酮中的一种或多种混合。第三方面，本专利技术实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子导体浆料，其特征在于，所述离子导体浆料按照质量份数包括：0.05wt％‑99.98wt％的离子导体粉体材料，0wt％‑2wt％的防沉降剂，0wt％‑10wt％的粘结剂，0wt％‑2wt％的分散剂，0wt％‑2wt％的助剂和20wt％‑99.95wt％的溶剂；其中，所述离子导体粉体材料包括石榴石型固态电解质材料、NASCION型固态电解质材料、LISCION固态电解质材料、钙钛矿型固态电解质材料及其衍生材料中的一种；所述离子导体粉体的颗粒尺寸在1nm‑100um之间；所述离子导体浆料用于隔膜涂覆材料、正极材料包覆材料、负极材料包覆材料、正极材料添加剂、负极材料添加剂或合物固态电解质的添加剂。

【技术特征摘要】
1.一种离子导体浆料，其特征在于，所述离子导体浆料按照质量份数包括：0.05wt％-99.98wt％的离子导体粉体材料，0wt％-2wt％的防沉降剂，0wt％-10wt％的粘结剂，0wt％-2wt％的分散剂，0wt％-2wt％的助剂和20wt％-99.95wt％的溶剂；其中，所述离子导体粉体材料包括石榴石型固态电解质材料、NASCION型固态电解质材料、LISCION固态电解质材料、钙钛矿型固态电解质材料及其衍生材料中的一种；所述离子导体粉体的颗粒尺寸在1nm-100um之间；所述离子导体浆料用于隔膜涂覆材料、正极材料包覆材料、负极材料包覆材料、正极材料添加剂、负极材料添加剂或合物固态电解质的添加剂。2.根据权利要求1所述的离子导体浆料，其特征在于，所述石榴石型固态电解质具体为Li7+m-n-3zAlzLa3-mA4mZr2-nB4nO12；其中m，n，z均在(0-1]之间，A4为La、Ca、Sr、Ba或K中的一种或多种，B4为Ta、Nb、W或铪元素Hf中的一种或多种；所述LISICON型固态电解质具体为Li14A1(B1O4)4；其中A1为Zn、Zr、Cr或Sn中的一种或多种，B1为Ge、Si、S或P中的一种或多种；所述NASICON型固态电解质具体为Li1+xA2xB22-x(PO4)3；其中0.01≤x≤0.5，A2为Al、Y、Ga、Cr、In、Fe、Se或La中的一种或多种，B2为Ti、Ge、Ta、Zr、Sn、Fe、V或铪元素Hf中的一种或多种；所述钙钛矿型固态电解质具体为Li3yA32/3-yB3O3；其中0.01≤y≤0.5，A3为La、Al、Mg、Fe或Ta中的一种或多种，B3为Ti、Nb、Sr或Pr中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的离子导体浆料，其特征在于，所述防沉降剂包括：聚酰胺蜡、聚氧乙烯脂肪胺醇、聚氧乙烯脂肪胺醇、聚氧乙烯脂肪醇硫酸盐、聚二醇醚或钛酸酯偶联剂中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的离子导体浆料，其特征在于，所述粘结剂包括：聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚烯烃类、氟化橡胶、海藻酸钠、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯或聚氨酯或明胶中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的离子导体浆料，其特征在于，所述分散剂包括：十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钾、辛基苯酚聚氧乙烯醚、单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、油酸酰或丁二酸中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的离子导体浆料，其特征在于，所述助剂包括：聚二甲基硅氧烷、硅油、聚醚类、烷基聚氧乙烯醚羧酸钠、聚氧乙烯烷基酚醚、烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺或聚氧乙烯酰胺中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的离子导体浆料，其特征在于，所述溶剂包括：去离子水、酒精、N-甲基吡咯烷酮NMP、四氢呋喃、二甲基甲酰胺DMF或丙酮中的一种或多种混合。8.一种上述权利要求1-7任一所述的离子导体浆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：按照所需...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫昭，罗飞，李泓，
申请(专利权)人：溧阳天目先导电池材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32