一种不含导电剂的正极极片、锂电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种不含导电剂的正极极片、锂电池及其制备方法，所述正极极片包括导电正极材料和粘结剂，所述正极极片由以下按重量百分比计的组分组成：导电正极材料98％～99％；粘结剂1％～2％；所述导电正极材料包括液态水性的聚合物导电浆料和正极材料；其中所述液态水性的聚合物导电浆料和正极材料的质量比为：液态水性的聚合物导电浆料：正极材料＝1:1～1:0.3；所述液态水性的聚合物导电浆料由以下按重量百分比计的组分组成：去离子水95％～99％；聚3，4乙烯二氧噻吩

【技术实现步骤摘要】
一种不含导电剂的正极极片、锂电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及正极极片制造
，特别涉及一种不含导电剂的正极极片、锂电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池包括正极、负极、隔膜和电解液四种关键材料，还有外壳等其他辅材。
[0003]正极材料有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等，而制备锂离子电池时，首先需要把正极材料与导电剂、溶剂、粘接剂、添加剂等一起混合制成极片，然后再与负极、隔膜、电解液及外壳等其他辅材组装成电池。
[0004]锂离子电池的容量由正极材料，特别是正极材料的活性物质含量决定，活性物质的含量越高，锂离子电池的容量也越高，其体积能量密度也越高。
[0005]为提升锂离子电池正极材料的导电性，一般添加乙炔黑、导电石墨、导电碳纳米管、石墨烯等。随着科学技术的发展，对锂离子电池快充快放的要求起来越多，为满足快充快放的要求，需要大幅提升锂离子电池正负极材料的导电性和锂离子的迁移速度。
[0006]常规的正极极片中，一般活性物质含量为92～96.2％，导电剂为2～4％，粘接剂1.8～4％。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种不含导电剂的正极极片、锂电池及其制备方法，简化正极极片制备工艺，提高生产效率，提高了正极极片中活性物质含量，提升锂电池的能量密度，可有效提高锂电池的首次充放电效率，减少不可逆容量损失。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种不含导电剂的正极极片，所述正极极片包括导电正极材料和粘结剂，
[0009]所述正极极片由以下按重量百分比计的组分组成：
[0010]导电正极材料
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98％～99％；
[0011]粘结剂
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1％～2％；
[0012]所述导电正极材料包括液态水性的聚合物导电浆料和正极材料；其中所述液态水性的聚合物导电浆料和正极材料的质量比为：液态水性的聚合物导电浆料：正极材料＝1:1～1:0.3；
[0013]所述液态水性的聚合物导电浆料由以下按重量百分比计的组分组成：
[0014]去离子水
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95％～99％；
[0015]聚3，4乙烯二氧噻吩
‑
聚苯乙烯磺酸
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1％～5％。
[0016]作为优选的，所述正极材料为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂和磷酸铁锂中的任意一种。
[0017]本专利技术还提供了一种不含导电剂的正极极片制备方法，所述正极极片制备方法还
包括液态水性的聚合物导电浆料和导电正极材料制备方法，
[0018]所述液态水性的聚合物导电浆料制备方法，包括以下步骤：
[0019]步骤S11，按质量比例去离子水：聚3，4乙烯二氧噻吩
‑
聚苯乙烯磺酸＝95％～99％：1％～5％称取所需材料，通过搅拌机混料得到液态水性的聚合物导电浆料；
[0020]所述导电正极材料制备方法，包括以下步骤：
[0021]步骤S21，按质量比例液态水性的聚合物导电浆料：正极材料＝1:1～1:0.3称取所需材料，在25℃的条件下，投入混料机中，在氮气保护下进行混合，混合时间3.5
‑
4.5小时；
[0022]步骤S22，在混料机中，加入粘接剂，在氮气保护下进行混合，混合时间4
‑
8小时；
[0023]步骤S23，混合均匀后，将混合溶液进行干燥，干燥后得到黑色粉末，即导电正极材料；
[0024]所述正极极片制备方法，包括以下步骤：
[0025]步骤S31，按质量比例导电正极材料：粘结剂＝98％～99％：1％～2％；称取所需材料，投入混料机中，并加入N
‑
甲基吡咯烷酮或水作为溶剂，在25℃的条件下，真空快速搅拌，混合1
‑
4小时；
[0026]步骤S32，加入N
‑
甲基吡咯烷酮或水，调节浆料粘度，在25℃的条件下，真空慢速搅拌，混合0.5
‑
2小时；
[0027]步骤S33，置换空气，抽真空，消除气泡；
[0028]步骤S34，将浆料转入涂布机，在铝集流体上涂布烘干，制得不含导电剂的正极极片。
[0029]作为优选的，所述液态水性的聚合物导电浆料的PH值为1.5
‑
3.0，密度为1.0g/cm3。
[0030]作为优选的，在步骤S23中所述干燥方法包括减压蒸馏、微波干燥和喷雾干燥。
[0031]本专利技术还提供了一种不含导电剂的锂电池，包括上述所述的一种不含导电剂的正极极片。
[0032]本专利技术还提供了一种不含导电剂的锂电池及其制备方法，包括上述所述的一种不含导电剂的正极极片，将制备好的不含导电剂的正极极片、负极极片
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焊极耳
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卷绕
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装配
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烘烤
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注液
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高温老化
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化成
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二封
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成型
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分容工序制成锂电池。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0034]本专利技术通过3，4乙烯二氧噻吩
‑
聚苯乙烯磺酸对正极材料进行改性制备出不含导电剂的正极极片，简化正极极片制备工艺，提高生产效率；并且可以不添加导电剂，粘接剂的用量也相应减少，从而提高了正极极片中活性物质含量，制成的锂电池体积能量密度可以提升3％
‑
10％，所述锂电池可以有效提高电池的首次充放电效率，减少不可逆容量损失，还可以提高锂电池大电流充放电性能及低温充放电性能，拓宽锂电池工作温度范围，降低大电流充放电时的阻抗及锂电池表面温度。
具体实施方式
[0035]下面对本专利技术本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的本实施方式是本专利技术的一种实施方式，而不是全部的本实施方式。基于本专利技术中的本实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他本实施方式，都
属于本专利技术保护的范围。
[0036]实施例一
[0037]实施例一提供一种不含导电剂的磷酸铁锂正极极片和磷酸铁锂锂电池。
[0038]所述液态水性的聚合物导电浆料制备方法，包括以下步骤：
[0039]步骤S11，按质量比例去离子水：聚3，4乙烯二氧噻吩
‑
聚苯乙烯磺酸＝98.5％：1.5％称取所需材料，通过搅拌机混料得到液态水性的聚合物导电浆料；所述液态水性的聚合物导电浆料的PH值为1.5，密度为1.0g/cm3。
[0040]所述导电磷酸铁锂正极材料制备方法，包括以下步骤：
[0041]步骤S21，按质量比例液态水性的聚合物导电浆料：磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不含导电剂的正极极片，其特征在于，所述正极极片包括导电正极材料和粘结剂，所述正极极片由以下按重量百分比计的组分组成：导电正极材料
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98％～99％；粘结剂
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1％～2％；所述导电正极材料包括液态水性的聚合物导电浆料和正极材料；其中所述液态水性的聚合物导电浆料和正极材料的质量比为：液态水性的聚合物导电浆料：正极材料＝1:1～1:0.3；所述液态水性的聚合物导电浆料由以下按重量百分比计的组分组成：去离子水
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95％～99％；聚3，4乙烯二氧噻吩
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聚苯乙烯磺酸
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1％～5％。2.根据权利要求1所述的一种不含导电剂的正极极片，其特征在于，所述正极材料为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂和磷酸铁锂中的任意一种。3.一种不含导电剂的正极极片制备方法，其特征在于，所述正极极片制备方法还包括液态水性的聚合物导电浆料和导电正极材料制备方法，所述液态水性的聚合物导电浆料制备方法，包括以下步骤：步骤S11，按质量比例去离子水：聚3，4乙烯二氧噻吩
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聚苯乙烯磺酸＝95％～99％：1％～5％称取所需材料，通过搅拌机混料得到液态水性的聚合物导电浆料；所述导电正极材料制备方法，包括以下步骤：步骤S21，按质量比例液态水性的聚合物导电浆料：正极材料＝1:1～1:0.3称取所需材料，在25℃的条件下，投入混料机中，在氮气保护下进行混合，混合时间3.5
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4.5小时；步骤S22，在混料机中，加入粘接剂，在氮气保护下进行混合，混合时间4
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8小时；步骤S23，混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋飞，
申请(专利权)人：贵州航盛锂能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：