一种锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池，所述锂离子电池正极浆料包括如下组分：正极活性材料：所述正极活性材料为磷酸锰铁锂；导电剂：所述导电剂包括碳纳米管

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体地，本专利技术涉及一种锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池
。

技术介绍

[0002]锂离子电池是新型绿色高能可充电电池，其具有电压高
、
能量密度大
、
循环寿命长
、
自放电小
、
无记忆效应
、
安全性能高及环境污染小等优点，近年来已广泛应用于移动电话
、
笔记本电脑
、
电动自行车
、
电动汽车
、
航空航天和电力储能等多个领域
。
随着锂离子电池在各个领域的应用，对其能量密度
、
倍率和循环稳定等性能亦提出了更高的要求
。
[0003]匀浆工艺是锂电行业中锂电池制作的一个重要工序，占据工艺过程
30
％，起着决定性的作用，浆料的好坏决定着后期涂布及最终锂离子电池综合性能的好坏
。
[0004]目前，行业内大多匀浆工艺是直接将活性物质
、
导电剂和粘结剂固相混合，再加入适量溶剂进行润湿混合搅拌，最后得到正极浆料，例如专利
CN111786015A
中通过将正极材料
、
导电剂
、
粘结剂和固体电解质粉体按一定质量比例进行称量，并添加适量
N
甲基吡咯烷酮进行充分研磨，制备正极浆料，但是该制备方法在将活性物质
、
导电剂和粘结剂固相混合过程中，难以将各组分间均匀分散，进而在后续润湿过程中，容易造成活性物质
、
导电剂颗粒分别团聚，还会造成粘接剂溶解不均匀，浆料易发生团聚，最终导致浆料分散不均匀，浆料粘度过高且不稳定，影响后序极片加工过程，进而影响锂离子电池的电化学性能
。
且现有技术中，正极浆料配方中的导电剂大都采用碳纳米管搭配石墨烯和
Super P
，粘结剂采用高分子量的
PVDF5130
，例如专利
CN116315037A
中公开的正极浆料的配方，其会导致正极浆料难以分散均匀
、
易凝胶，涂布面密度难控制，进而影响锂离子电池的综合性能
。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一
。
为此，本专利技术提出一种锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池
。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提出了一种锂离子电池正极浆料，包括如下组分：
[0007]正极活性材料，所述正极活性材料为磷酸锰铁锂；
[0008]导电剂，所述导电剂包括碳纳米管
、
多孔合成碳和
Super P
的混合物；
[0009]粘结剂，所述粘结剂为阿科玛
HSV1810
粘结剂；
[0010]分散剂，所述分散剂为
F2190
分散剂
。
[0011]本专利技术实施例通过优化设计锂离子电池正极浆料的配方组成，可以改善正极浆料的分散性和稳定性，其中，导电剂中的多孔合成碳不仅可以增大极片的孔隙率，提升极片吸液性，降低锂离子的浓差极化，还有助于提升浆料的分散性和稳定性；且本专利技术实施例通过采用阿科玛
HSV1810
粘结剂，其相比于
PVDF5130
粘结剂，分子量更小，更容易分散小颗粒的正极活性材料，缓解凝胶，使得制得的正极浆料具有良好的稳定性和分散性；此外，本专利技术实施例通过向正极浆料中添加
F2190
分散剂能够进一步提升正极浆料的分散性和稳定性
。
[0012]在一些实施例中，所述正极活性材料
、
所述导电剂
、
所述粘结剂与所述分散剂的质量百分比为
(94
％～
97
％
):(0.5
％～3％
):(1.5
％～3％
):(0.03
％～
0.4
％
)。
[0013]在一些实施例中，所述导电剂中，所述碳纳米管
、
所述多孔合成碳与所述
Super P
的质量比为
(0.4
～
2):(0.5
～
2):(0.5
～
2)
，优选为
1:1:1
；
[0014]和
/
或，所述碳纳米管的管径为3～
11nm
；所述多孔合成碳的颗粒尺寸为1～
10
μ
m
；所述
Super P
的一次颗粒尺寸为
30
～
50nm。
[0015]在一些实施例中，所述粘结剂的重均分子量为
600000
～
800000g/mol。
[0016]第二方面，本专利技术实施例还提出了上述锂离子电池正极浆料的制备方法，包括如下步骤：
[0017]S1
，将粘结剂溶于溶剂中，进行打胶，得到胶液；
[0018]S2
，向所述胶液中加入多孔合成碳和
Super P
，混合搅拌，得到导电胶液；
[0019]S3
，向所述导电胶液中加入正极活性材料
、
碳纳米管
、
分散剂和有机溶剂，低速搅拌后刮料，然后再进行高速搅拌，得到混合浆料；
[0020]S4
，向所述混合浆料中加入有机溶剂，调节所述混合浆料的粘度；
[0021]S5
，采用筛网对调粘后的所述混合浆料进行过滤
、
出料，得到所述锂离子电池正极浆料
。
[0022]前述针对锂离子电池正极浆料所描述的特征和优点，同样适用于锂离子电池正极浆料的制备方法，在此不再赘述
。
[0023]在一些实施例中，所述步骤
S1
中，所述溶剂为
N
‑
甲基吡咯烷酮；所述粘结剂占所述胶液的质量百分比为3～8％；所述打胶的搅拌线速度为2～
15m/s
，打胶时间为2～
8h。
[0024]在一些实施例中，所述步骤
S2
中，所述混合搅拌的时间为
0.5
～
2h。
[0025]在一些实施例中，所述步骤
S3
中，所述有机溶剂为
N
‑
甲基吡咯烷酮；所述低速搅拌的线速度为1～
5m/s
，搅拌时间为5～
20min
；所述高速搅拌的线速度为
14
～
20m/s
，搅拌时间为2～
8h。
[0026本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池正极浆料，其特征在于，包括如下组分：正极活性材料，所述正极活性材料为磷酸锰铁锂；导电剂，所述导电剂包括碳纳米管
、
多孔合成碳和
Super P
的混合物；粘结剂，所述粘结剂为阿科玛
HSV1810
粘结剂；分散剂，所述分散剂为
F2190
分散剂
。2.
根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料，其特征在于，所述正极活性材料
、
所述导电剂
、
所述粘结剂与所述分散剂的质量百分比为
(94
％～
97
％
):(0.5
％～3％
):(1.5
％～3％
):(0.03
％～
0.4
％
)。3.
根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料，其特征在于，所述导电剂中，所述碳纳米管
、
所述多孔合成碳与所述
Super P
的质量比为
(0.4
～
2):(0.5
～
2):(0.5
～
2)
；和
/
或，所述碳纳米管的管径为3～
11nm
；所述多孔合成碳的颗粒尺寸为1～
10
μ
m
；所述
Super P
的一次颗粒尺寸为
30
～
50nm。4.
一种如权利要求1‑3任一项所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
，将粘结剂溶于溶剂中，进行打胶，得到胶液；
S2
，向所述胶液中加入多孔合成碳和
Super P
，混合搅拌，得到导电胶液；
S3
，向所述导电胶液中加入正极活性材料
、
碳纳米管
、
分散剂和有机溶剂，低速搅拌后刮料，然后再进行高速搅拌，得到混合浆料；
S4
，向所述混合浆料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利存，
申请(专利权)人：楚能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：