锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池正极片技术

本发明专利技术涉及锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池正极片，锂离子电池正极浆料制备方法包括以下步骤：S1、将粘结剂和溶剂混合形成混合物，再通过搅拌和分散配制得设定固含量的胶液；S2、将锰酸锂、导电炭黑、石墨烯复合粉末混合并通过搅拌和分散捏合成混合粉体；S3、加入S1制得的胶液并搅拌，同时接入冷却循环水至胶液中形成混合浆料；S4、调节混合浆料的粘度，并对混合浆料的粘度进行测试；若混合浆料的粘度在设定条件内则停止搅拌；若小于设定条件则加入粘结剂继续搅拌至混合浆料的粘度达到设定条件；若大于设定条件则加入溶剂继续搅拌至混合浆料的粘度达到设定条件。该制备方法可有效降低电池内阻、提升倍率充放性能和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池正极片
本专利技术涉及锂离子电池
，更具体地说，涉及一种锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池正极片。
技术介绍
锂离子电池体系中，正极材料对电池性能的影响最为明显。相比钴酸锂、磷酸锰锂和三元材料，尖晶石锰酸锂具有锰源丰富、合成工艺稳定简单、电压高、成本低和安全性好等优点，已被成功应用于锂离子电池生产中，但较差的倍率性能和短的循环寿命却大大限制了其进一步应用。尖晶石锰酸锂由于在电化学反应中Mn的溶解，导致材料的循环稳定性差；且在大倍率时，材料的锂离子传输速率和电子传导率较低，使材料在较大倍率下极化严重，放电比容量较低。传统的锰酸锂锂离子电池通过和碳等高导电性材料复合提高电子导电性。传统的锰酸锂锂离子电池正极导电剂均采用导电炭黑或导电石墨或碳纳米管，然后加入粘结剂和溶剂，经涂布、辊压工序制作成正极片。此种配方制作的正极片，做成电池后，内阻偏大，循环稳定性不高，而且电池能量密度不高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种改进的锂离子电池正极浆料，进一步提供一种改进的锂离子电池正极浆料制备方法和锂离子电池正极片。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种锂离子电池正极浆料制备方法，包括以下步骤：S1、将粘结剂和溶剂混合形成混合物，再通过搅拌和分散配制得设定固含量的胶液；S2、将锰酸锂、导电炭黑、石墨烯复合粉末混合，并通过搅拌和分散捏合成混合粉体；S3、在S2制得的混合粉体中加入S1制得的胶液并搅拌，同时接入冷却循环水至所述胶液中形成混合浆料；S4、调节所述混合浆料的粘度，并对所述混合浆料的粘度进行测试；若所述混合浆料的粘度在设定条件内，则停止搅拌，制得所述锂离子电池正极浆料；若所述混合浆料的粘度小于设定条件，则加入所述粘结剂继续搅拌至所述混合浆料的粘度达到设定条件；若所述混合浆料的粘度大于设定条件，则加入溶剂继续搅拌至所述混合浆料的粘度达到设定条件。优选地，所述锰酸锂、所述导电炭黑、所述石墨烯复合粉、所述粘结剂以及所述溶剂的质量分数比为95～98：0.2～1.5：0.2～1.0：1.6～2.5：60～80。优选地,所述设定固含量为7％-9％；和/或，所述设定条件为所述混合浆料的粘度为5000～10000mPa.s。优选地，所述粘结剂为聚偏氟乙烯；和/或，所述溶剂为氮甲基毗咯烷酮。优选地，所述步骤S1包括以下步骤：S1.1、将溶剂加入搅拌容器中，再向所述溶剂中加入粘结剂，并进行低速搅拌和低速分散第一设定时间；S1.2、对所述步骤S1.1制得的胶液进行刮壁处理，然后进行高速搅拌和高速分散第二设定时间，从而得到设定固含量的胶液。优选地，在所述步骤S1.1中，所述低速搅拌的频率为5～30HZ，所述低速分散的速度为100～2000rpm；和/或，在所述步骤S1.2中，所述高速搅拌的频率为35～40HZ，所述高速分散的速度为4500～5000rpm。优选地，在所述步骤S2中，所述搅拌频率为5～30HZ，所述分散的速度为100～2000rpm。优选地，所述步骤S3包括以下步骤：S3.1、将S2制得的混合粉体中加入S1制得的胶液，并进行低速搅拌和低速分散第三设定时间；其中，所述低速搅拌频率为5～30HZ，低速分散速度为100～2000rpm；S3.2、进行刮壁处理，再进行高速搅拌和高速分散第四设定时间；其中所述高速搅拌；所述高速搅拌的频率为35～40HZ，所述高速分散的速度为4500～5000rpm。本专利技术还构造一种锂离子电池正极浆料，采用本专利技术所述的锂离子电池正极浆料制备方法制得。本专利技术还构造一种锂离子电池正极片，包括本专利技术所述的锂离子电池正极浆料。实施本专利技术的锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池正极片，具有以下有益效果：该锂离子电池正极浆料制备方法，通过添加石墨烯复合粉末，可有效利用石墨烯的优异导电性和柔性二维薄片结构，在锂离子正极浆料内部形成优异的三维导电网络，从而可显著提高电池的导电性。因此可有效降低电池内阻、充分发挥正极材料克容量、大幅提升倍率充放性能和循环稳定性。同时，在保证电池各项性能指标情况下，可降低导电添加剂添加量，提升电池能量密度；同时可节省配料时间，具体地，可节省了配料时间约1.5小时。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术一些实施例中锂离子电池正极浆料制备方法的工艺流程图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。图1示出了本专利技术锂离子电池正极浆料制备方法的一些优选实施例。该锂离子电池正极浆料制备方法可用于制备锂离子电池正极浆料，其可提高锂离子电池正极浆料的导电性和电池的循环性能，并且提高电池能量密度，采用该锂离子电池正极浆料的制备方法制得的锂离子电池正极浆料具有导电性好、循环稳定性高、电池能量密度高的优点。如图1所示，该锂离子电池正极浆料制备方法包括以下步骤：S1、将粘结剂和溶剂混合形成混合物，再通过搅拌和分散配制得设定固含量的胶液。其中，该粘结剂可以为聚偏氟乙烯，溶剂可以为氮甲基毗咯烷酮，设定固含量为7％-9％。在一些实施例中，该步骤S1包括以下步骤：S1.1、将溶剂加入搅拌容器中，再向所述溶剂中加入粘结剂，并进行低速搅拌和低速分散第一设定时间。具体地，量取氮甲基毗咯烷酮和聚偏氟乙烯，先将氮甲基毗咯烷酮加入至搅拌容器中，然后再加入聚偏氟乙烯，先低速搅拌和低速分散10分钟。其中，低速搅拌的频率为5～30HZ，低速分散的速度为100～2000rpm。具体地，该低速搅拌的频率为l5HZ，低速分散的速度为500rpm。S1.2、对步骤S1.1制得的胶体进行刮壁处理，然后进行高速搅拌和高速分散第二设定时间，从而得到设定固含量的胶液。具体地，采用刮刀伸入至搅拌容器中，对附着在搅拌容器的底壁和侧壁以及搅拌桨上胶液进行刮壁处理，然后采用速度为35～40HZ的搅拌频率对胶液进行高速搅拌1～1.2小时，同时采用4500～5000rpm的分散速度对胶液进行高速分散，直至得到固含量为7％-9％的胶液。具体地，在一些实施例中，高速搅拌的频率可以为38HZ，高速分散的速度可以为4800rpm。S2、将锰酸锂、导电炭黑、石墨烯复合粉末混合，并通过搅拌和分散捏合成混合粉体。在一些实施例中，锰酸锂、导电炭黑、石墨烯复合粉末、粘结剂以及溶剂的质量分数比为95～98：0.2～1.5：0.2～1.0：1.6～2.5：60～80，具体地，在一些实施例中，锰酸锂、导电炭黑、石墨烯复合粉末、聚偏氟乙烯、以及氮甲基毗咯烷酮的质量分数比为96.4：1.0：0.8：1.8：66。通过采用该比例的锰酸锂、导电炭黑、石墨烯复合粉末、聚偏氟乙烯、以及氮甲基毗咯烷酮，可便于提高电池的能量密度。在一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将粘结剂和溶剂混合形成混合物，再通过搅拌和分散配制得设定固含量的胶液；/nS2、将锰酸锂、导电炭黑、石墨烯复合粉末混合，并通过搅拌和分散捏合成混合粉体；/nS3、在S2制得的混合粉体中加入S1制得的胶液并搅拌，同时接入冷却循环水至所述胶液中形成混合浆料；/nS4、调节所述混合浆料的粘度，并对所述混合浆料的粘度进行测试；/n若所述混合浆料的粘度在设定条件内，则停止搅拌，制得所述锂离子电池正极浆料；/n若所述混合浆料的粘度小于设定条件，则加入所述粘结剂继续搅拌至所述混合浆料的粘度达到设定条件；/n若所述混合浆料的粘度大于设定条件，则加入溶剂继续搅拌至所述混合浆料的粘度达到设定条件。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将粘结剂和溶剂混合形成混合物，再通过搅拌和分散配制得设定固含量的胶液；
S2、将锰酸锂、导电炭黑、石墨烯复合粉末混合，并通过搅拌和分散捏合成混合粉体；
S3、在S2制得的混合粉体中加入S1制得的胶液并搅拌，同时接入冷却循环水至所述胶液中形成混合浆料；
S4、调节所述混合浆料的粘度，并对所述混合浆料的粘度进行测试；
若所述混合浆料的粘度在设定条件内，则停止搅拌，制得所述锂离子电池正极浆料；
若所述混合浆料的粘度小于设定条件，则加入所述粘结剂继续搅拌至所述混合浆料的粘度达到设定条件；
若所述混合浆料的粘度大于设定条件，则加入溶剂继续搅拌至所述混合浆料的粘度达到设定条件。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于，所述锰酸锂、所述导电炭黑、所述石墨烯复合粉、所述粘结剂以及所述溶剂的质量分数比为95～98：0.2～1.5：0.2～1.0：1.6～2.5：60～80。


3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于,所述设定固含量为7％-9％；
和/或，所述设定条件为所述混合浆料的粘度为5000～10000mPa.s。


4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙烯；
和/或，所述溶剂为氮甲基毗咯烷酮。


5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

【专利技术属性】
技术研发人员：章勇，付容，李榕，
申请(专利权)人：深圳市拓邦锂电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44