电池正极浆料的制备方法及其正极极片和锂离子电池技术

本发明专利技术提供一种电池正极浆料的制备方法及其正极极片和锂离子电池。所述电池正极浆料的制备方法包括如下步骤：将粘接剂和第一溶剂混合后，搅拌制得粘结剂溶液；将正极活性物质和导电剂混合后，搅拌制得干粉混合料；将所述干粉混合料和第二溶剂混合后搅拌，制得初级浆料；将所述粘结剂溶液和所述初级浆料混合后进行密炼，制得所述电池正极浆料。通过初级浆料的制备和密炼工艺的结合，实现了电池正极浆料在保持浆料高固含量的同时降低浆料粘度，提升其流动性。其流动性。其流动性。

【技术实现步骤摘要】
电池正极浆料的制备方法及其正极极片和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池正极浆料制备领域，具体涉及一种电池正极浆料的制备方法及其正极极片和锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池的工作原理是锂离子在正负极之间脱离和嵌入，从而完成充放电过程。其中正极材料是决定锂离子电池性能的重要因素之一，同时也是锂离子电池成本占比最高的一部分，大约占总成本的40％～45％。因此正极浆料的制备是保证锂离子电池具有优异性能的关键，而如何开发出均一性好，固含量高，流动性佳，并且成本低廉，环境友好的正极浆料一直是行业的研究趋势。
[0003]相比传统的湿法制浆工艺，高固含量的正极浆料制备技术具有如下优势：
①
高固含量的正极浆料制备技术能够减少有机溶剂的引入，一方面降低成本，另一方面更加环保；
②
高固含量的正极浆料制备技术在涂布过程中能够提升涂布速度、降低烘烤温度、缩短烤箱长度，从而进一步减少设备支出，提升效率，降低总的成本；
③
高固含量的正极浆料制备技术能提升浆料的稳定性和极片的一致性；
④
高固含量的正极浆料制备技术能增大电极的压实密度，从而提升电池的容量和能量密度。
[0004]现有技术中高固含量的电池浆料制备工艺通常采用先将粘结剂与溶剂混合，制成胶液；接着将导电剂、正极活性物质加入到胶液中进行搅拌分散，从而获得正极浆料，此方法制备的正极浆料虽然固含量较高，但粘度较大，浆料流动性差，为了改善浆料的流动性其通常需要加入表面活性剂，然后表面活性剂的加入无疑会使浆料成分变得复杂，进而会对电极的性能造成负面影响，且提高了生产成本。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于现有高固含量正极浆料的制备工艺无法实现在保持浆料高固含量的同时降低浆料粘度，提升其流动性，进而提供一种电池正极浆料的制备方法及其正极极片和锂离子电池。
[0006]本专利技术提供一种电池正极浆料的制备方法，包括如下步骤：将粘接剂和第一溶剂混合后，搅拌制得粘结剂溶液；将正极活性物质和导电剂混合后，搅拌制得干粉混合料；将所述干粉混合料和第二溶剂混合后搅拌，制得初级浆料；将所述粘结剂溶液和所述初级浆料混合后进行密炼，制得所述电池正极浆料。
[0007]可选的，在所述制得粘接剂溶液的步骤中，所述搅拌的速度为500r/min～2000r/min，所述搅拌的时间为1h～3h，所述粘接剂和所述第一溶剂的质量比为(5～10)：(90～95)。
[0008]可选的，在所述制得干粉混合料的步骤中，所述正极活性物质和导电剂的质量比为(92～95)：(1～3)，所述搅拌转速为50r/min～100r/min，所述搅拌时间为15min～60min。
[0009]可选的，在所述制得初级浆料的步骤中，所述干粉混合料与第二溶剂的质量比为
(1.5：1)～(3：1)，所述搅拌转速为20r/min～80r/min，分散的速度为800r/min～2000r/min，混合时间为1h～2h。本专利技术中所述搅拌是在行星搅拌机中进行的，所述行星搅拌机的搅拌腔内包括搅拌轴和分散轴，搅拌转速即为搅拌轴的转速，分散速度即为分散轴的转速。
[0010]可选的，所述密炼步骤是在密炼机中进行的，所述密炼机的密炼前轴转速为25r/min～60r/min，所述密炼机的后轴转速为20r/min～50r/min，所述密炼温度为30℃～40℃，所述密炼时间为2h～6h。
[0011]可选的，所述电池正极浆料的固含量为45％～65％。
[0012]可选的，所述粘接剂包括聚偏二氟乙烯，所述第一溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮，所述第二溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮；所述正极活性物质选自LiMn2O4，LiCoO2，LiFePO4，LiNi
x
Co
y
Mn
z
O2(x+y+z＝1，0<x<1，0<y<1，0<z<1)、LiNi
a
Co
b
Al
c
O2(a+b+c＝1，0<a<1，0<b<1，0<c<1)中的一种或多种；所述导电剂选自Super P、乙炔黑和科琴黑中的一种或多种。
[0013]可选的，所述电池正极浆料为锂离子电池正极浆料。
[0014]本专利技术还提供一种正极极片，采用上述所述制备方法制备得到的电池正极浆料制备而成。
[0015]本专利技术还提供一种锂离子电池，包括上述所述的正极极片。
[0016]本专利技术技术方案提供的电池正极浆料的制备方法，具有如下优点：
[0017]1、本专利技术提供的电池正极浆料的制备方法，通过将正极活性物质和导电剂混合制得干粉混合料，然后将干粉混合料进一步配制得到初级浆料，最后将配制得到的粘结剂溶液和初级浆料混合后进行密炼，特定的干混工艺能够使活性物质和导电剂的混合更加均匀，同时引入密炼工艺，两者配合使得获得的电池正极浆料在保持浆料高固含量的同时大大降低了浆料粘度，提升其流动性和稳定性；同时通过本专利技术提供的制备方法还可有效降低浆料的方阻，提高其剥离强度。
[0018]2、本专利技术所述制备方法能够减少有机溶剂的引入，一方面降低成本，另一方面更加环保；
[0019]同时能够提升浆料的稳定性和正极极片的一致性，通过本专利技术所述制备方法生产的电池正极浆料制备而成的正极极片增大了压实密度，从而提升电池的容量和能量密度；
[0020]且通过本专利技术所述制备方法制备的电池正极浆料在涂布过程中能够提升涂布速度、降低烘烤温度、缩短烤箱长度，从而进一步减少设备支出，提升效率，降低总的成本。
附图说明
[0021]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。
[0022]图1为本专利技术电池正极浆料的制备方法的工艺流程图；
[0023]图2为对比例1的电池正极浆料的制备方法的工艺流程图；
[0024]图3为对比例2的电池正极浆料的制备方法的工艺流程图；
[0025]图4为对比例3的电池正极浆料的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供一种电池正极浆料的制备方法，工艺流程图如图1所示，包括如下步骤：
[0027]S1将粘接剂和第一溶剂混合后，搅拌制得粘结剂溶液；
[0028]S2将正极活性物质和导电剂混合后，搅拌制得干粉混合料；
[0029]S3将所述干粉混合料和第二溶剂混合后搅拌，制得初级浆料；
[0030]S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池正极浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将粘接剂和第一溶剂混合后，搅拌制得粘结剂溶液；将正极活性物质和导电剂混合后，搅拌制得干粉混合料；将所述干粉混合料和第二溶剂混合后搅拌，制得初级浆料；将所述粘结剂溶液和所述初级浆料混合后进行密炼，制得所述电池正极浆料。2.如权利要求1所述的电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述制得粘接剂溶液的步骤中，所述搅拌的速度为500r/min～2000r/min，所述搅拌的时间为1h～3h，所述粘接剂和所述第一溶剂的质量比为(5～10)：(90～95)。3.如权利要求1或2所述的电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述制得干粉混合料的步骤中，所述正极活性物质和导电剂的质量比为(92～95):(1～3)，所述搅拌转速为50r/min～100r/min，所述搅拌时间为15min～60min。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述制得初级浆料的步骤中，所述干粉混合料与第二溶剂的质量比为(1.5：1)～(3：1)，所述搅拌转速为20r/min～80r/min，分散的速度为800r/min～2000r/min，混合时间为1h～2h。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述密炼步骤是在密炼机中进行的，所述密炼机的密炼前轴转速为25r/min～60r/min，所述密炼机的后轴转速为20r/min～50r/min，所述密炼温度为30℃～40℃，所述密炼时间为2h...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙超，张中春，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：