一种正极浆料及其匀浆方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种正极浆料及其匀浆方法和应用，所述匀浆方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种正极浆料及其匀浆方法和应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种正极浆料及其匀浆方法和应用
。

技术介绍

[0002]现有常规锂电池浆料的物料中通常包含了活性材料
、
粘接剂
、
导电剂和溶剂，由于活性材料在浆料中的占比较大，出料固含量，粘度变化，沉降等性质等受活性材料的影响较大
。
[0003]锂离子电池电极的制备过程包括匀浆
、
涂布
、
辊压和裁片等工序
。
电池浆料中各组分分散的均匀性，直接影响极片的加工性能，其中匀浆工艺对电池性能的影响占比大于
30
％
。
为了提升制浆效率，通常会对活性材料改性，为了适应不同的活性材料，需要对应开发出与之匹配的浆料制作工艺，严重影响了生产效率
。
[0004]磷酸铁锂的表面通常会被包上一层碳层，所包覆的碳层表面含有丰富的含氧官能团，这些含氧官能团容易与
PVDF
等材料形成氢键，浆料粘度因此增加，为了保证浆料后续的加工性能，必须降低出料固含，生产成本因此增加
。
[0005]CN114156431A
公开了一种正极匀浆方法
、
正极浆料及其应用，所述正极匀浆方法包括以下步骤：
1)
将导电剂辅料
、
第一粘结剂与正极活性物质混合成团状物；
2)
将
PVP
分散液和所述的团状物混合，得到第一分散物；
3)
采用第一分散物
、
导电剂主料和第二粘结剂进行浆料匀浆，得到正极浆料；所述第一粘结剂包括聚酰亚胺和改性聚酰亚胺中的至少一种
。
[0006]CN103022420A
公开了一种提高电极浆料的均匀性的锂离子动力电池正极匀浆方法，包括以下步骤：将干粉导电剂与稀释后的粘结剂放入具有循环水冷功能的匀浆机中进行低速
20rpm、
高速
2000rpm
同时搅拌
30min
；加入膏状导电剂及
N
‑
甲基吡咯烷酮，进行低速
20rpm、
高速
2000rpm
同时搅拌
60min
；加入活性物质材料进行低速
20rpm
搅拌
10min
，然后低速
20rpm、
高速
2000rpm
同时搅拌
60min。
[0007]上述方案所述匀浆方法比较复杂，且对设备运转功率要求较高，制得浆料的固含量较低，浆料的分散性较差
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种正极浆料及其匀浆方法和应用，本专利技术所述匀浆方法工艺简单，对设备要求较低，且浆料的分散性好
、
固含量较高，可以极大地提升生产效率，同时节省溶剂使用量，降低生产成本
。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种正极浆料的匀浆方法，所述匀浆方法包括以下步骤：
[0011](1)
将第一部分导电剂
、
粘结剂和聚磷酸酯助剂与第一部分溶剂混合，经一步搅拌得到第一混合物料；
[0012](2)
将第一部分磷酸铁锂正极材料和第二部分导电剂与第一混合物料混合，经二步搅拌得到第二混合物料；
[0013](3)
将第二部分磷酸铁锂正极材料与第二混合物料混合均匀后，加入第二部分溶剂，经三步搅拌得到所述正极浆料
。
[0014]本专利技术所述一步搅拌
、
二步搅拌和三步搅拌分别为第一次搅拌
、
第二次搅拌和第三次搅拌
。
[0015]本专利技术在正极浆料的匀浆过程中加入聚磷酸酯助剂，并采用分步加料的方式进行匀浆，所述聚磷酸酯助剂中含有锚固基团和溶剂化链，所述聚磷酸酯助剂的锚固基团为含有磷酸的基团，与磷酸铁锂表面的碳层优先结合，起到非常好的锚固作用
。
[0016]本专利技术步骤
(1)
预先将导电剂
、
粘结剂
、
聚磷酸酯助剂和部分溶剂混合制成导电胶液
(
第一混合物料
)
，使得聚磷酸酯助剂均匀分散，步骤
(2)
的搅拌过程中，聚磷酸酯助剂中磷酸基团作为锚固基团优先于粘结剂，与浆料中的磷酸铁锂表面的碳层，磷酸铁锂等物质牢牢结合，在颗粒表面形成包裹层，而剩余的溶剂化链则留存在溶剂中，由于相同的溶剂化链之间相互排斥的作用，固相颗粒间的稳定性得到提升
。
[0017]优选地，步骤
(1)
所述导电剂包括导电炭黑
、
碳纳米管或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合
。
[0018]优选地，所述第一部分导电剂的质量占导电剂总质量的
20
～
60
％
。
例如：
20
％
、30
％
、40
％
、50
％或
60
％等
。
[0019]优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯
。
[0020]优选地，所述溶剂包括
N
‑
甲基吡咯烷酮
。
[0021]优选地，所述第一部分溶剂的质量占溶剂总质量的
80
～
90
％，例如：
80
％
、82
％
、85
％
、88
％或
90
％等
。
[0022]优选地，步骤
(1)
所述一步搅拌的速度为
1150
～
1250rpm
，例如：
1150rpm、1180rpm、1200rpm、1220rpm
或
1250rpm
等
。
[0023]优选地，所述一步搅拌的时间为
15
～
25min
，例如：
15min、18min、20min、22min
或
25min
等
。
[0024]优选地，步骤
(2)
所述第一部分磷酸铁锂正极材料的质量占磷酸铁锂正极材料总质量的
40
～
60
％，例如：
40
％
、45
％
、50
％
、55
％或
60
％等
。
[0025]优选地，所述第二部分导电剂的质量占导电剂总质量的
40
～
80
％，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种正极浆料的匀浆方法，其特征在于，所述匀浆方法包括以下步骤：
(1)
将第一部分导电剂
、
粘结剂和聚磷酸酯助剂与第一部分溶剂混合，经一步搅拌得到第一混合物料；
(2)
将第一部分磷酸铁锂正极材料和第二部分导电剂与第一混合物料混合，经二步搅拌得到第二混合物料；
(3)
将第二部分磷酸铁锂正极材料与第二混合物料混合均匀后，加入第二部分溶剂，经三步搅拌得到所述正极浆料
。2.
如权利要求1所述的匀浆方法，其特征在于，步骤
(1)
所述导电剂包括导电炭黑
、
碳纳米管或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述第一部分导电剂的质量占导电剂总质量的
20
～
60
％；优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯；优选地，所述溶剂包括
N
‑
甲基吡咯烷酮；优选地，所述第一部分溶剂的质量占溶剂总质量的
80
～
90
％
。3.
如权利要求1或2所述的匀浆方法，其特征在于，步骤
(1)
所述一步搅拌的速度为
1150
～
1250rpm
；优选地，所述一步搅拌的时间为
15
～
25min。4.
如权利要求1‑3任一项所述的匀浆方法，其特征在于，步骤
(2)
所述第一部分磷酸铁锂正极材料的质量占磷酸铁锂正极材料总质量的
40
～
60
％；优选地，所述第二部分导电剂的质量占导电剂总质量的
40
～
80
％
。5.
如权利要求1‑3任一项所述的匀浆方法，其特征在于，步骤
(2)
所述二步搅拌的速度为
750
～
850rpm
；优选地，所述二步搅拌的时间为8～
12min。6.
如权利要求1‑5任一项所述的匀浆方法，其特征在于，步骤
(3)
所述第二部分磷酸铁锂正极材料的质量占磷酸铁锂正极材料总质量的
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈韩琛，金伦，刘汉祥，苑丁丁，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：