【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种锂离子电池用水系正极导电液及其制备方法和应用。
技术介绍
1、正极导电剂是决定锂离子电池性能的关键因素之一，但目前正极导电浆料多采用以nmp(n-甲基吡咯烷酮)为有机溶剂的油系体系，该溶剂使用量大，不易回收，且成本高，还会对生态环境造成很大污染。因此，成本低且绿色无污染的lfp水系正极导电浆料制备成为锂电专业人员亟待解决的技术难点。
2、磷酸铁锂(lfp)是一种应用广泛且前景可观的锂离子电池正极材料，目前比较可行的水系磷酸铁锂浆料方案主要是采用水溶性的粘结剂和去离子水作为溶剂，调节磷酸铁锂、导电剂、粘结剂和去离子水之间的比例，例如专利cn112447969a公开了一种磷酸铁锂电池的水系正极浆料及其制备方法，其水系正极浆料包括磷酸铁锂90-93份、复合石墨烯导电浆料2-3份、水性粘结剂3-5份、导电剂1-2份和去离子水，该方案使用水系石墨烯复合导电浆为导电剂，降低了电池欧姆内阻和极化内阻，提高了锂电池的高功率启动性能，但未解决纳米级的含碳lfp主材和导电剂与水之间存在的问题，包括浸润性较差、纳米颗粒易团聚等原因导致的浆料颗粒度较大、稳定性和流延性较差的问题，且其导电剂固含量为6.3wt％，相对较低，制备正极浆料时添加量多。cn115579460a公开了一种磷酸铁锂电池水系正极浆料及制备方法、磷酸铁锂电池及正极片，其水系正极浆料包括磷酸铁锂粉料为92-98重量份，导电剂为0.5-4重量份和去离子水，但并未对该水性浆料与油性浆料电性能指标进行对比验证。cn115579460a公开了一种
3、综上所述，现有技术仍然存在含碳lfp主材和导电剂与水浸润性较差的问题，正极浆料分散性及稳定性较差，且在水性体系中lfp颗粒比较细小，表面形貌不规则，与油系体系浆料相比，电性能指标较差。
4、因此，如何以低成本的方式改善水系正极浆料的稳定性和流延性较差的问题，同时提高电池的电化学性能和安全性能，是当前亟需解决的技术难题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池用水系正极导电液及其制备方法和应用。本专利技术提供的制备方法工艺简单，成本低，且对环境无污染；基于该制备方法制备的导电液固含量高、流动性好且易分散，可有效改善水系正极浆料的稳定性和流延性较差的问题；并且，基于该导电液制得的锂离子电池，其循环性能及倍率性能与同类型油系正极浆料制备的锂离子电池相比差距不大，且安全性能得到极大提升。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种锂离子电池用水系正极导电液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、(1)将分散剂、悬浮剂、调节剂和水性溶剂混合，进行打胶处理，得到打胶液；
5、(2)将所述打胶液和阵列碳纳米管混合，得到所述锂离子电池用水系正极导电液。
6、本专利技术提供的制备方法工艺简单，成本低，且对环境无污染。
7、基于本专利技术提供的制备方法制备的导电液固含量高、流动性好且易分散，可有效改善水系正极浆料的稳定性和流延性较差的问题；并且，基于该导电液制得的锂离子电池，其循环性能及倍率性能与同类型油系正极浆料制备的锂离子电池相比差距不大，且安全性能得到极大提升。
8、需要说明的是，阵列碳纳米管提取向性较好，缠绕较少，有利于发挥碳纳米管的优异性能，提高浆料的导电性。
9、需要说明的是，油系锂离子电池具有较高的能量密度和长寿命，因为有机溶剂能够更好地维持锂离子之间的稳定交换。但是，油系锂离子电池存在较大的安全风险，因为有机溶剂比水更易燃，因此水系锂离子电池相对来说更加安全可靠。
10、作为本专利技术一种优选的技术方案，按重量份计，所述分散剂1-5份，所述悬浮剂0.2-1份，所述调节剂0.1-0.5份，所述水性溶剂75-90份。
11、本专利技术中，分散剂1-5份，例如可以是1份、2份、3份、4份或5份等。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12、本专利技术中，悬浮剂0.2-1份，例如可以是0.2份、0.4份、0.6份、0.8份或1份等。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
13、本专利技术中，若悬浮剂的加入量过少，则浆料稳定性能变差，可能会出现沉降现象；若悬浮剂的加入量过多，则浆料粘度反弹过快，易出现果冻状。
14、本专利技术中，调节剂0.1-0.5份，例如可以是0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15、本专利技术中，水性溶剂75-90份，例如可以是75份、80份、85份或90份等。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、优选地，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚偏二氟乙烯或羧甲基纤维素中的任意一种或至少两种的组合。
17、优选地，所述悬浮剂包括mq-818和/或xy-700。
18、优选地，所述调节剂包括二正丁胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇或三乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。
19、优选地，所述水性溶剂为去离子水。
20、作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤(1)所述打胶处理的过程中伴有搅拌。
21、优选地，所述搅拌的速率为500-1500rpm，例如可以是500rpm、800rpm、1000rpm、1200rpm或1500rpm等。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
22、优选地，步骤(1)所述打胶处理的时间为20-120min，例如可以是20min、40min、60min、80min、100min或120min等。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23、优选地，步骤(2)所述阵列碳纳米管的平均管径为10-15nm，例如可以是10nm、11nm、12nm、13nm、14nm或15nm等。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
24、优选地，步骤(2)所述阵列碳纳米管的平均长度为50-80μm，例如可以是50μm、52μm、60μm、65μm、70μm、75μm或80μm等。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
25、优选地，按重量份计，步骤(2)所述阵列碳纳米管为10-25份，例如可以是10份、12份、14份、16份、18份、20份、21份、23份或25份等。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池用水系正极导电液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述分散剂1-5份，所述悬浮剂0.2-1份，所述调节剂0.1-0.5份，所述水性溶剂75-90份；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述打胶处理的过程中伴有搅拌；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述阵列碳纳米管的平均管径为10-15nm；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合的方式为球磨；
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述打胶液和碳纳米管混合后，还进行均质处理的步骤；
7.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)所述打胶液和碳纳米管混合后，还进行砂磨的步骤；
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
9.一种锂离子电池用水系正极导电液，其特
10.一种锂离子电池用水系正极浆料，其特征在于，所述锂离子电池用水系正极浆料包括如权利要求9所述的锂离子电池用水系正极导电液。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用水系正极导电液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述分散剂1-5份，所述悬浮剂0.2-1份，所述调节剂0.1-0.5份，所述水性溶剂75-90份；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述打胶处理的过程中伴有搅拌；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述阵列碳纳米管的平均管径为10-15nm；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合的方式为球磨；
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，时浩，张晓，张荻，王睿宁，
申请(专利权)人：黑龙江省石墨谷新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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