锂离子电池复合正极浆料、正极极片及锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开一种锂离子电池复合正极浆料，包括第一浆料，所述第一浆料包括特定质量份数的碳碘复合物、磷酸铁锂和导电碳，所述碳碘复合物为活性炭吸附碘单质得到的复合物；所述正极浆料还包括可选的第二浆料。本发明专利技术还提供上述正极浆料的制备方法以及采用该正极浆液得到的正极极片和锂离子电池。本发明专利技术提供的锂离子电池复合正极浆料中采用碳碘复合物和磷酸铁锂作为正极材料，同时具备碘化锂和磷酸铁锂两者的特点，在具有低温性能的情况下，保持了循环寿命长的特点，另一方面，两者复合后大大提高正极材料的克容量发挥。提高正极材料的克容量发挥。

Lithium ion battery composite positive paste, positive electrode sheet and lithium ion battery

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池复合正极浆料、正极极片及锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池复合正极浆料、正极极片及锂离子电池。

技术介绍

[0002]随着碳中和目标的提出，锂离子电池为代表的储能或动力电池类产品需求越来越大，其应用场景也越来越广泛。人们在关注锂离子电池的能量密度，循环寿命，安全性的同时对其在特殊环境下的应用也提出了更高的要求。磷酸铁锂电池以其循环寿命长，电池安全性好，成本低等优势得到了广泛的应用。但是磷酸铁锂电池在低温环境下存在容量低，衰减快，循环倍率差等问题，这些劣势限制了其在特殊领域的应用拓展。在军工，航天，高寒地区的电动车等领域，要求电池能在低温下持续正常工作。因此，改善磷酸铁锂电池的低温性能具有重要意义。

技术实现思路

[0003]为此，本专利技术的所要解决的技术问题是现有磷酸铁锂低温性能差的问题，从而提供一种锂离子电池复合正极浆料、正极极片及锂离子电池。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]本专利技术提供一种锂离子电池复合正极浆料，包括第一浆料，所述第一浆料包括如下质量份数的原料：
[0006]碳碘复合物10
‑
50份；
[0007]磷酸铁锂40
‑
80份；
[0008]导电碳0.2
‑
15份；
[0009]所述碳碘复合物为活性炭吸附碘单质得到的复合物。
[0010]进一步地，所述碳碘复合物的制备方法为，将活性炭分散于去离子水中，加入碘单质，然后加入NaOH溶液使得溶液呈现碱性后室温搅拌24
‑
72小时，再加入盐酸使得溶液pH为1.5
‑
2.5，最后水洗至溶液为中性，烘干得到所述碳碘复合物；
[0011]所述活性炭孔径为1.0～5.5nm，比表面积1500～4000m2/g；
[0012]所述碳碘复合物中碘的含量为60～90wt.％。
[0013]进一步地，还包括：
[0014]水性粘结剂2
‑
8份；
[0015]水系分散剂1
‑
2份；
[0016]所述水系分散剂为聚甲基吡咯烷酮(PVP)、聚维酮碘(PVP
‑
I2)、羧甲基纤维素钠盐(CMC)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸钠(PAANa)、聚丙烯酰胺(PAM)、丙烯酸酯类共聚物或黄原胶中的至少一种；
[0017]所述水性粘结剂为水性丁苯橡胶(SBR)、苯丙橡胶中的一种。
[0018]或者，还包括：
[0019]油性粘结剂2
‑
10份；
[0020]所述油性粘结剂为聚甲基吡咯烷酮(PVP)，聚偏氟乙烯(PVDF)，聚四氟乙烯(PTFE)，乙烯一四氟乙烯共聚物，聚酰胺，聚酰亚胺(PI)或氢化丁腈橡胶中的至少一种。
[0021]优选地，所述导电碳为导电碳黑、乙炔黑、科琴黑、多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、导电石墨或石墨烯中的至少一种。
[0022]可选的，所述锂离子电池复合正极浆料还包括第二浆料，所述第二浆料包括如下质量份数的原料：
[0023]碳碘复合物70
‑
95份；
[0024]水系分散剂1
‑
2份；
[0025]导电碳0.2
‑
15份；
[0026]水性粘结剂2
‑
8份
[0027]本专利技术还提供上述锂离子电池复合正极浆料的制备方法，包括如下步骤：
[0028]将碳碘复合物、磷酸铁锂、导电碳及剩余原料加入溶剂中，充分混合得到所述锂离子电池复合正极浆料中的第一浆料；
[0029]或者，包括如下步骤：
[0030]将碳碘复合物、磷酸铁锂、导电碳及剩余原料加入溶剂中，充分混合得到所述锂离子电池复合正极浆料中的第一浆料；
[0031]将碳碘复合物、水系分散剂、导电碳和水性粘结剂加入去离子水中充分混合，得到所述锂离子电池复合正极浆料的第二浆料。
[0032]这其中，当剩余原料为水性粘结剂和水系分散剂时，所述第一浆料的制备方法为：
[0033]将碳碘复合物、磷酸铁锂、导电碳和水系分散剂加入溶剂中，高速搅拌(2000～3000rpm)2
‑
4小时，再加入水性粘结剂，低速搅拌(200～600rpm)0.5
‑
1小时，得到所述锂离子电池复合正极浆料。
[0034]当剩余原料为油性粘结剂时，所述第一浆料的制备方法为：
[0035]将碳碘复合物、磷酸铁锂、导电碳和油性粘结剂加入溶剂中，高速搅拌(2000～3000rpm)3
‑
5小时，得到所述锂离子电池复合正极浆料。
[0036]所述第二浆料的制备方法具体为：将碳碘复合物、水系分散剂和导电碳混合加入去离子水中，高速搅拌(2000～3000rpm)2
‑
4小时，再加入水性粘结剂，低速搅拌(200～600rpm)0.5
‑
1小时，得到所述锂离子电池正极浆料。
[0037]本专利技术还提供一种锂离子电池正极极片的制备方法，将上述锂离子电池复合正极浆料的第一浆料涂布在集流体上，经过烘干，辊压，分条，裁片得到所述锂离子电池正极极片；
[0038]或，
[0039]将上述第二浆料涂布在集流体上，烘干后，将上述第一浆料涂布在烘干后的第二浆料上，辊压，分条，裁片得到所述锂离子电池正极极片。
[0040]优选地，所述集流体为铝箔，不锈钢，涂炭不锈钢，碳布或者导电碳支撑膜中的一种。
[0041]本专利技术还提供一种锂离子电池，以上述锂离子电池正极极片作为正极极片。
[0042]该锂离子电池的制备方法为将正极极片、负极极片、电解液、隔离膜组装得到的干
电芯用铝塑膜封装，然后干燥、注液、静置、放电、化成得到所述锂离子电池。
[0043]优选地，所述负极极片为锂金属负极，上述材料要求附着在一定厚度的铜箔或不锈钢(316或316L)集流体上；
[0044]所述电解液为含有0.5M LiTFSI，0.2M LiNO3的DOL/DME(1:1vol.％)溶液；
[0045]所述隔离膜为聚乙烯微孔膜，聚丙烯微孔膜，聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层微孔膜，双层PP微孔膜，尼龙微孔膜等，其厚度不限制；处理方式包括不做处理、陶瓷涂覆或者陶瓷+聚合物涂覆等商品化的锂离子电池隔离膜产品。
[0046]本专利技术提供的方案具备如下优点：
[0047]1、本专利技术提供的锂离子电池复合正极浆料中采用碳碘复合物和磷酸铁锂作为正极材料，同时具备碘化锂和磷酸铁锂两者的特点，在具有低温性能的情况下，保持了循环寿命长的特点，另一方面，两者复合后大大提高正极材料的克容量发挥。
[0048]2、本专利技术使用的碳碘复合物其通过活性炭吸附固定碘分子做为活性物质，由于该材料不亲水，且即使制备过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池复合正极浆料，其特征在于，包括第一浆料，所述第一浆料包括如下质量份数的原料：碳碘复合物10
‑
50份；磷酸铁锂40
‑
80份；导电碳0.2
‑
15份；所述碳碘复合物为活性炭吸附碘单质得到的复合物。2.根据权利要求1所述的锂离子电池复合正极浆料，其特征在于，所述碳碘复合物的制备方法为，将活性炭分散于去离子水中，加入碘单质，然后加入NaOH溶液使得溶液呈现碱性后室温搅拌24
‑
72小时，再加入盐酸使得溶液pH为1.5
‑
2.5，最后水洗至溶液为中性，烘干得到所述碳碘复合物；所述活性炭孔径为1.0～5.5nm，比表面积1500～4000m2/g；所述碳碘复合物中碘的含量为60～90wt.％。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池复合正极浆料，其特征在于，还包括：水性粘结剂2
‑
8份；水系分散剂1
‑
2份；所述水系分散剂为聚甲基吡咯烷酮、聚维酮碘、羧甲基纤维素钠盐、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、丙烯酸酯类共聚物或黄原胶中的至少一种；所述水性粘结剂为水性丁苯橡胶、苯丙橡胶中的一种。4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池复合正极浆料，其特征在于，还包括：油性粘结剂2
‑
10份；所述油性粘结剂为聚甲基吡咯烷酮，聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯，乙烯一四氟乙烯共聚物，聚酰胺，聚酰亚胺或氢化丁腈橡胶中的至少一种。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的锂离子电池复合正极浆料，其特征在于，所述导电碳为导电碳黑、乙炔黑、科琴黑、多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、导电石墨或石墨烯中的至少一种。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的锂离子电池复合正极浆料，其特征在于，还包括第二浆料，所述第二浆料...

【专利技术属性】
技术研发人员：周行，韩振，朱文俊，周浩，
申请(专利权)人：常州赛得能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：