一种水系有机正极浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种水系有机正极浆料及其制备方法和应用，所述水系有机正极浆料包括有机正极活性物质

【技术实现步骤摘要】
一种水系有机正极浆料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于浆料
，具体涉及一种水系有机正极浆料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于其重量轻
、
功率高
、
寿命长等优点被大范围使用
。
目前，商用锂离子电池正极材料主要以无机材料钴酸锂
(LCO)、
锰酸锂
(LMO)、
磷酸铁锂
(LFP)、
三元材料
(
镍钴锰酸锂
(NCM)
和镍钴铝酸锂
(NCA))
为主，然而由于人们对锂离子电池的需求度要求越来越高，有限的锂资源受到持续关注，许多新型能源的开发也在逐步进行
。
[0003]有机活性物质因其可以人工合成，并可以通过设计其结构，突破现有无机材料理论容量的壁垒，同时其原材料来源广泛
、
资源丰富
、
符合国家绿色可持续发展战略等特点而备受关注
。CN108470940A
公开了一种全有机镁离子电池，包括正极
、
负极
、
电解液
、
隔膜和封装材料；负极选用聚酰亚胺负极材料，正极选用
P
型有机聚合物正极材料，电解液为包含镁电解质盐的有机电解溶液；正极材料和负极材料包含有机活性物质
、
导电剂
、
粘结剂和集流体，该专利技术基于镁盐的常规有机电解液与有机聚合物负极匹配构建镁离子电池；并将
P
型有机聚合物电极材料用于镁离子电池正极，通过结合
/
脱除阴离子进行储能；该专利技术提供的基于聚酰亚胺负极和
P
型聚合物正极的全有机镁离子电池循环性能和倍率性能好
、
输出电压较高
、
制备简单
、
成本较低
。
[0004]但是，与无机材料相比，有机活性物质的硬度更低且导电性极差，还存在易溶解于电解液等缺点，进而需要在正极浆料中添加更多的导电剂以提升浆料的导电性，这样来就会间接导致有机正极浆料匀浆困难，同时还会导致进一步制成的正极极片的压实密度低且易开裂，使得最终制备得到的电池的循环性能差等问题
。
[0005]因此，为解决上述问题，急需开发一种具有优异分散性能和导电性能的水系有机正极浆料
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种水系有机正极浆料及其制备方法和应用，所述水系有机正极浆料包括有机正极活性物质
、
分散介质
、
粘结剂
、
导电剂和水且所述分散介质包括碘单质和
/
或萘，通过在浆料中添加碘单质和
/
或萘作为分散介质，有效提高了有机正极活性物质和导电剂的分散性，使得到的有机正极浆料具有优异的分散性，进一步制成的水系有机正极极片具有较低的极片电阻率
、
较高的压实密度和适宜的极片孔隙率，进而最终制成的锂离子电池具有较高的容量，优异的倍率性能和循环性能
。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种水系有机正极浆料，所述水系有机正极浆料包括有机正极活性物质
、
分散介质
、
粘结剂
、
导电剂和水；
[0009]所述分散介质包括碘单质和
/
或萘
。
[0010]本专利技术提供的水系有机正极浆料包括有机正极活性物质
、
分散介质
、
导电剂
、
粘结剂和水，且所述分散介质包括碘单质和
/
或萘；通过在水系有机正极浆料中添加硬度高且可挥发的碘单质和
/
或萘作为分散介质，利用所述分散介质在匀浆的过程可以与有机正极活性物质不断发生碰撞，不仅大大降低了有机正极活性物质在匀浆后的粒度分布，还有效改善了导电剂在匀浆过程中的分散性，使得所述导电剂在有机正极活性物质表面的包覆率更高，进而在导电剂添加量较低的情况下即可得到具有优异导电性能的水系有机正极浆料，有效降低了所述水系有机正极浆料中导电剂的占比，可以使进一步制成的水系有机正极极片具有较低的电阻率，同时在水系有机正极浆料制成有机正极极片的过程中上述分散介质会受热部分甚至全部挥发，不会残留，进而不会影响有机正极极片的正常使用，最终得到了兼具较低的极片电阻率
、
较高的压实密度以及适宜的极片孔隙率的有机正极极片，可以使进一步制成的锂离子电池具有较高的容量，优异的倍率性能和循环性能
。
[0011]优选地，所述有机正极活性物质包括导电聚合物
。
[0012]优选地，所述有机正极活性物质包括聚乙炔
、
聚苯
、
聚吡咯
、
聚噻吩
、
活性聚硫化合物
、
苯醌类化合物或蒽醌类化合物中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为苯醌类化合物和
/
或蒽醌类化合物
。
[0013]优选地，所述分散介质包括碘单质和
/
或萘
。
[0014]优选地，以所述有机正极活性物质的质量为
100
％计，所述分散介质的质量为
0.1
～
50
％，例如
10
％
、15
％
、20
％
、25
％
、30
％
、35
％
、40
％
、45
％或
50
％等，进一步优选为5～
30
％
。
[0015]作为本专利技术的优选技术方案，进一步限定水系有机浆料中分散介质的质量为5～
30
％，如果水系有机正极浆料中分散介质的含量过高，则容易导致进一步制成的有机正极极片的孔隙率过大，压实密度下降；而如果水系有机正极浆料中分散介质的含量过低，则容易导致有机正极极片的孔隙率偏小，且导电剂的分散变差，使进一步制成的有机正极极片的电阻率变大
。
[0016]优选地，所述粘结剂包括丁苯橡胶
、
羧甲基纤维素
、
聚丙烯酸
、
聚丙烯腈
、
聚丙烯酸酯
、
聚四氟乙烯或聚酰亚胺中的任意一种或至少两种的组合
。
[0017]优选地，以所述有机正极活性物质的质量为
100
％计，所述粘结剂的质量为1～
15
％，例如2％
、4
％
、6
％
、8
％
、10
％
、12
％或...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水系有机正极浆料，其特征在于，所述水系有机正极浆料包括有机正极活性物质
、
分散介质
、
粘结剂
、
导电剂和水；所述分散介质包括碘单质和
/
或萘
。2.
根据权利要求1所述的水系有机正极浆料，其特征在于，所述有机正极活性物质包括导电聚合物；优选地，所述有机正极活性物质包括聚乙炔
、
聚苯
、
聚吡咯
、
聚噻吩
、
活性聚硫化合物
、
苯醌类化合物或蒽醌类化合物中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为苯醌类化合物和
/
或蒽醌类化合物；优选地，以所述有机正极活性物质的质量为
100
％计，所述分散介质的质量为
0.1
～
50
％，进一步优选为5～
30
％
。3.
根据权利要求1或2所述的水系有机正极浆料，其特征在于，所述粘结剂包括丁苯橡胶
、
羧甲基纤维素
、
聚丙烯酸
、
聚丙烯腈
、
聚丙烯酸酯
、
聚四氟乙烯或聚酰亚胺中的任意一种或至少两种的组合；优选地，以所述有机正极活性物质的质量为
100
％计，所述粘结剂的质量为1～
15
％
。4.
根据权利1～3任一项所述的水系有机正极浆料，其特征在于，所述导电剂包括炭黑
、
导电石墨
、
碳纳米管或纳米碳纤维中的任意一种或至少两种的组合，优选为炭黑和碳纳米管的组合；优选地，以所述有机正极活性物质的质量为
100
％计，所述导电剂的质量为
0.5
～
15
％
。5.
根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓亮，李伟勤，申津婧，马华，高秀玲，
申请(专利权)人：天津市捷威动力工业有限公司，
类型：发明
国别省市：