一种高固含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固含正极浆料及其制备方法，其中，一种高固含正极浆料，包括正极粉体、导电剂、粘结剂和溶剂；以正极粉体重量计，导电剂的用量为0.6％

【技术实现步骤摘要】
一种高固含正极浆料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池领域，具体涉及一种高固含正极浆料及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统的正极浆料配方中通常包括正极粉体、导电剂、粘结剂和溶剂，其中的正极粉体为锰酸锂、钴酸锂或者镍钴锰酸锂，导电剂为S
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P、GF
‑
2、GF
‑
6或者单壁CNT等,粘结剂为质量浓度为8％的PVDF溶液，溶剂为NMP溶液。正极浆料制备时，先把正极粉体和粘结剂进行烘烤，然后将烘烤后的粘结剂和溶剂进行打胶；将烘烤后的正极粉体、导电剂粉末、粘结剂的打胶溶液和溶剂一起搅拌按照先慢搅混匀再快搅分散的原理进行制备。在满足涂覆的需求的情况，其固含一般控制在65％
‑
75％之间。其中，正极粉体为锰酸锂或钴酸锂时，正极粉体：导电剂：粘结剂：溶剂＝100：1.5：1.0：32.9，常规固含最大做到75％；正极粉体为镍钴锰酸锂时，正极粉体：导电剂：粘结剂：溶剂＝100：1.5：1.0：42.6，常规固含最大做到70％。
[0003]上述固含为理论计算得到的理论固含值。其中，理论计算的固含值的计算公式为：理论固含值＝(m粉体+m导电剂+m粘结剂*8％)/(m粉体+m导电剂+m粘结剂+m溶剂)*100％。
[0004]本领域技术人员均知，如果固含较低，则相应的溶剂添加比较高，这样有效物质含量比较低，电池的能量密度相应也比较低；同时，由于溶剂多，则极片的干燥时间就相对比较长，实际生产效率会有所降低；并且，集流体与活性物质的接触面会稍微小，离子传导性比高固含会有所降低。
[0005]因此，本领域技术人员为了能提高固含量，常规的做法就是直接降低溶剂用量，但是在降低溶剂用量的情况下，则无法达到正常涂覆的目的。因而，现有的正极浆料均无法同时达到既能提高固含、也能正常涂覆的效果。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中正极浆料均无法同时满足提高固含和正常涂覆的缺陷，提供在80％以上高固含情况下也能正常涂覆的一种高固含正极浆料及其制备方法。
[0007]一种高固含正极浆料，包括正极粉体、导电剂、粘结剂和溶剂；以正极粉体重量计，导电剂的用量为0.6％
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1％，粘结剂的用量为0.5％
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1％，理论固含量≥80％。
[0008]所述正极粉体至少包括钴酸锂。
[0009]所述正极粉体还包括锰酸锂或镍钴锰酸锂，所述正极粉体中钴酸锂的含量高于50wt％。
[0010]所述导电剂为单壁CNT。
[0011]所述单壁CNT的管径为0.7
‑
2nm，长度为20
‑
50um。
[0012]粘结剂为PVDF，溶剂为NMP。
[0013]所述PVDF的结晶度65％
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78％，密度为1.77
‑
1.80g/cm3,熔点为170℃
‑
172℃。
[0014]理论固含量为80％
‑
85％，优选为83％
‑
85％。
[0015]一种高固含正极浆料的制备方法，包括：
[0016]将正极粉体、粘结剂烘干，将烘干后的粘结剂与溶剂混合配置成粘结剂溶液；根据上述的一种高固含正极浆料的配比量取正极粉体、粘结剂溶液、导电剂和溶剂；搅拌混合均匀后进行分散即可。
[0017]在所述搅拌混合的过程中，正极粉体分为至少两份并分批次先后加入，第一次正极粉体的加入过程中包括有全部的导电剂和溶剂。
[0018]搅拌混合的搅拌速度为30
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45HZ，分散时的搅拌速度为120
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150HZ。
[0019]粘结剂溶液的质量浓度为8％。
[0020]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0021]1.本专利技术提供的一种高固含正极浆料，通过降低导电剂的用量，可以在达到减小溶剂用量的同时不影响涂覆效果，进而达到在更高固含量的情况下也能实现正常涂覆操作的目的，即在理论固含量达到≥80％以上时也可以有效正常涂敷于集流体上，效果显著。
[0022]并且，由于本专利技术可以减少溶剂的使用，基于溶剂有毒易挥发的特性，则可以达到减少坏境的污染、降低成本的效果；同时，溶剂的减少，浆料的固含提高，则极片的烘烤速度可以提升，提高生产的制造效率。而且高固含的浆料可以有效提升单位面积内有效活性物质的含量，可以提升电池的能量密度；同时涂敷过程中有效活性物质与集流体之间的接触面也能明显提高，可以提升电芯的导电性。
[0023]2.本专利技术进一步优化导电剂的种类，在采用单壁CNT作为导电剂时，由于其本身所具有的更优异的导电性能，在相同配比下，其不仅仅能达到更好的导电性能；并且，在保证涂覆效果的情况下还能明显提高理论固含量，相比SP等其他导电剂而言，可以将理论固含量从80％提高到84％；而且，该单壁CNT的使用还具有实际固含量更加接近理论固含量的优势，使其效果更优异。
[0024]3、本专利技术适用于面密度比较低的工艺设计方案。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是实施例1获得的理论固含为84％的高固含正极浆料的成品图；
[0027]图2是实施例1的高固含正极浆料涂敷在集流体上的效果图；
[0028]图3是实施例2获得的理论固含为80.5％的高固含正极浆料的成品图；
[0029]图4是实施例2获得的理论固含为84％的高固含正极浆料的成品图；
[0030]图5是实施例3获得的理论固含为82％的高固含正极浆料的成品图；
[0031]图6是实施例3的高固含正极浆料涂敷在集流体上的效果图；
[0032]图7是实施例4获得的理论固含为80％的高固含正极浆料的成品图；
[0033]图8是实施例4中理论固含为80％的高固含正极浆料涂敷在集流体上的效果图；
[0034]图9是实施例4获得的理论固含为82％的高固含正极浆料的成品图；
[0035]图10是实施例4中理论固含为82％的高固含正极浆料涂敷在集流体上的效果图。
具体实施方式
[0036]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0037]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高固含正极浆料，包括正极粉体、导电剂、粘结剂和溶剂；其特征在于，以正极粉体重量计，导电剂的用量为0.6％
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1.0％，粘结剂的用量为0.5
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1.0％，理论固含量≥80％。2.根据权利要求1所述的一种高固含正极浆料，其特征在于，所述正极粉体至少包括钴酸锂。3.根据权利要求2所述的一种高固含正极浆料，其特征在于，所述正极粉体还包括锰酸锂或镍钴锰酸锂，所述正极粉体中钴酸锂的含量≥50wt％。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的一种高固含正极浆料，其特征在于，所述导电剂为单壁CNT；所述单壁CNT的管径为0.7
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2nm，长度为20
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50um。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的一种高固含正极浆料，其特征在于，粘结剂为PVDF，溶剂为NMP。6.根据权利要求5所述的一种高固含正极浆料，其特征在于，所述PVDF的结晶度65％
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78％，密度为1.77
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【专利技术属性】
技术研发人员：张中春，赵莉，彭建林，唐雪姣，
申请(专利权)人：深圳市莫提尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：