锂电池正极浆料及其制备方法、正极和锂电池技术

本发明专利技术锂电材料技术领域，公开了锂电池正极浆料及其制备方法、正极和锂电池。公开的锂电池正极浆料，按重量份数计包括：正极活性物质60～96份、粘结剂1～25份、导电剂0～5份、分散剂0.1～2份、PVC 1～4份以及具有Lewis酸性质的金属化合物0.01～0.05份。公开的上述浆料的制备方法，包括：将正极活性物质、粘结剂、导电剂、分散剂、PVC、Lewis酸性质的金属化合物和有机溶剂混合均匀。公开的正极，上述正极浆料制成。公开的锂电池，包括上述正极。本发明专利技术中的正极浆料，由于配方中具有Lewis酸性质的金属化合物，因此，制得的正极片的电化学性能好。制得的正极片的电化学性能好。制得的正极片的电化学性能好。

【技术实现步骤摘要】
锂电池正极浆料及其制备方法、正极和锂电池


[0001]本专利技术涉锂电材料
，具体而言，涉及锂电池正极浆料及其制备方法、正极和锂电池。

技术介绍

[0002]正极是锂电池的重要组成部分，合理的正极浆料配方及其制备方法是锂电池性能能否发挥的重要条件。目前锂电池的制造过程中通常在正极浆料中加入一定含量的碳纳米管、石墨烯、炭黑等导电剂来提高正极活性物质之间以及正极活性物质与集流体之间的导电性，从而提高活性物质的克容量发挥，但是导电剂一般具有较高的比表面积和表面能，其加入正极浆料后，易发生团聚，不能均匀的分散在浆料中，导致制备的极片中导电剂分布不均、不能形成良好的导电网络。
[0003]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于改善现有正极浆料制备过程中，导电剂在电极浆料中分散不均匀，制备的正极片导电剂分布不均、不能形成良好的导电网络，使得用该正极浆料制备的电池容量发挥差、容量衰减速度快的不足的问题。提供一种含有PVC及具有Lewis酸性质的金属化合物的正极浆料及其制备方法、正极以及锂电池。该制备方法使得制备的极片中能够形成均匀、良好的导电网络，而且通过本专利技术制得的锂电池容量发挥好、容量保持率高。
[0005]本专利技术是这样实现的：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种锂电池正极浆料，按重量份数计包括：
[0007]正极活性物质60～96份、粘结剂1～25份、导电剂0～5份、分散剂0.1～2份、PVC 1～4份以及具有Lewis酸性质的金属化合物0.01～0.05份。
[0008]在可选的实施方式中，具有Lewis酸性质的金属化合物选自FeCl3、ZnCl2和CdCl2中至少一种。
[0009]在可选的实施方式中，正极活性物质选自磷酸铁锂、磷酸锰锂、层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝、钴酸锂、锰酸锂和镍酸锂中的其中一种。
[0010]在可选的实施方式中，导电剂选自炭黑、石墨烯和碳纳米管中至少一种。
[0011]在可选的实施方式中，粘结剂选自聚偏氟乙烯和聚偏氟乙烯六氟丙烯共聚物中至少一种；
[0012]可选地，的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
[0013]在可选的实施方式中，锂电池正极浆料还包括有机溶剂，有机溶剂占正极活性物质质量的38～75％；
[0014]可选地，有机溶剂选自N
‑
甲基吡咯烷酮和四氢呋喃中至少一种。
[0015]第二方面，本专利技术提供如前述实施方式任一项的锂电池正极浆料的制备方法，包括：将正极活性物质、粘结剂、导电剂、分散剂、PVC、Lewis酸性质的金属化合物和有机溶剂
混合均匀。
[0016]在可选的实施方式中，包括：
[0017]将分散剂、导电剂、具有Lewis酸性质的金属化合物加入至第一部分有机溶剂中，搅拌至浆料的细度为30μm～150μm得到第一浆料，的第一部分有机溶剂的质量为正极活性物质总质量的3～20％；
[0018]向第一浆料中加入PVC和粘结剂，搅拌至PVC和粘结剂溶解得到第二浆料；
[0019]向第二浆料中加入占正极活性物质总质量60～80％的一部分正极活性物质和第二部分有机溶剂，搅拌至浆料细度为30μm～100μm得到第三浆料，第二部分有机溶剂为正极活性物质总质量的35～55％；
[0020]向第三浆料中加入剩余部分的正极活性物质，搅拌至浆料的细度为5～30μm得到第四浆料；
[0021]测试第四浆料的粘度，当粘度高于12000cps，则通过添加粘度调节剂调控粘度在4000～12000cps范围内，反之，则不需调节粘度，粘度调节剂为N
‑
甲基吡咯烷酮和四氢呋喃中至少一种；
[0022]对粘度满足4000～12000cps范围内的浆料抽真空以去除其中气泡；
[0023]可选地，抽真空的时间为25～35min。
[0024]第三方面，本专利技术提供一种正极，由如前述实施方式任一项的锂电池正极浆料或如前述实施方式的制备方法制得的正极浆料制成。
[0025]第四方面，本专利技术提供一种锂电池，包括如前述实施方式的正极。
[0026]本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本专利技术提供的正极浆料配方中添加易分解、炭化的高分子聚合物PVC与具有Lewis酸性质的金属化合物，匀浆过程中PVC以胶液形式均匀分散在浆料中，PVC的分子链段与活性物质充分接触，PVC在极片干燥过程中受热分解、炭化，形成碳纤维包覆在活性物质表面，形成具有良好电子导通能力的导电网络；而具有Lewis酸性质的金属化合物对PVC的分解、炭化具有强烈的促进作用。由此制备得到的正极片具有良好导电网络其电池内阻更低，电池容量发挥更高、循环性能更好。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0029]图1为实施例1和对比例1制得的正极极片的电阻对比图；
[0030]图2为实施例1和对比例1制得的电池的内阻对比图；
[0031]图3为实施例1和对比例1制得的电池在0.5C、2.5V条件下的首次放电容量对比图；
[0032]图4为实施例1和对比例1制得的电池在常温1C条件下的电池循环容量趋势对比图。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0034]下面对本专利技术实施例提供的锂电池正极浆料及其制备方法、正极和锂电池进行具体说明。
[0035]本专利技术实施例提供的锂电池正极浆料，按重量份数计包括：
[0036]正极活性物质60～96份、粘结剂1～25份、导电剂0～5份、分散剂0.1～2份、PVC 1～4份以及具有Lewis酸性质的金属化合物0.01～0.05份。
[0037]PVC热稳定性差，100℃左右开始分解，130℃以上分解加快、炭化。正极浆料配方中添加易分解、炭化的高分子聚合物PVC与具有Lewis酸性质的金属化合物；匀浆过程中PVC以胶液形式均匀分散在浆料中，PVC的分子链段与活性物质充分接触，PVC在极片干燥过程中受热分解、炭化，形成碳纤维包覆在活性物质表面，形成具有良好电子导通能力的导电网络；而具有Lewis酸性质的金属化合物对PVC的分解、炭化具有强烈的促进作用。由此制备得到的正极片具有良好导电网络其电池内阻更低，电池容量发挥更高、循环性能更好。
[0038]在上述配方中，具有Lewis酸性质的金属化合物的含量不宜过多也不易过少，过少则性能提高效果不明显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池正极浆料，其特征在于，按重量份数计包括：正极活性物质60～96份、粘结剂1～25份、导电剂0～5份、分散剂0.1～2份、PVC 1～4份以及具有Lewis酸性质的金属化合物0.01～0.05份。2.根据权利要求1所述的锂电池正极浆料，其特征在于，所述具有Lewis酸性质的金属化合物选自FeCl3、ZnCl2和CdCl2中至少一种。3.根据权利要求1所述的锂电池正极浆料，其特征在于，正极活性物质选自磷酸铁锂、磷酸锰锂、层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝、钴酸锂、锰酸锂和镍酸锂中的其中一种。4.根据权利要求1所述的锂电池正极浆料，其特征在于，所述导电剂选自炭黑、石墨烯和碳纳米管中至少一种。5.根据权利要求1所述的锂电池正极浆料，其特征在于，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯和聚偏氟乙烯六氟丙烯共聚物中至少一种；可选地，所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。6.根据权利要求1所述的锂电池正极浆料，其特征在于，所述锂电池正极浆料还包括有机溶剂，所述有机溶剂占所述正极活性物质质量的38～75％；可选地，所述有机溶剂选自N
‑
甲基吡咯烷酮和四氢呋喃中至少一种。7.如权利要求1～5任一项所述的锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于，包括：将所述正极活性物质、所述粘结剂、所述导电剂、所述分散剂、所述PVC、所述Lewis酸性质的金属化合物和有机溶剂混...

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，胡学平，杨亦双，杨庆亨，
申请(专利权)人：江苏中兴派能电池有限公司，
类型：发明
国别省市：