一种磷酸亚铁锂电池正极浆料的制备工艺制造技术

一种磷酸亚铁锂电池正极浆料的制备工艺，包括如下步骤：（1）正极粉料的预处理；（2）聚偏氟乙烯胶溶液的制备；（3）加入聚偏氟乙烯胶溶液中搅拌至导电石墨分散均匀；（4）SP均匀加入步骤（3）制得的溶液中搅拌至SP分散均匀；（5）称取制备正极浆料的干粉总重量份数89~93份的正极活性物质磷酸亚铁锂分次均匀加入步骤（4）制得的溶液中，所述正极活性物质是具有橄榄石型结构的类球形磷酸亚铁锂材料，该材料粒径为D50=2-5μm，比表面积4-7m2/g、振实密度达1.7g/cm3；期间应加入制备正极浆料的干粉总重量75~85%的N-甲基吡咯烷酮，真空搅拌至材料分散均匀；待粉料分散均匀，浆料粘度达到要求后改用真空慢速搅拌60~100min；慢速搅拌完成后真空静置30~60min过筛即得到正极浆料。

Process for preparing positive electrode slurry of lithium iron phosphate battery

Process for preparing lithium iron phosphate battery anode slurry, which comprises the following steps: (1) pretreatment of cathode powder; (2) polyvinylidene fluoride gum solution preparation; (3) adding polyvinylidene fluoride gel solution and stirring and conductive graphite uniformly dispersed; (4) adding SP step (3) solution prepared by stirring until evenly dispersed SP; (5) the preparation of anode paste powder total weight of 89~93 copies of the cathode active material of lithium iron phosphate divided evenly add steps (4) was prepared in the cathode active material is olivine type node the spherical lithium iron phosphate materials, the material particle size of D50=2-5 m, 4-7m2/g surface area, tap density of 1.7g/cm3; while N- methylpyrrolidone joined the preparation of anode paste powder is 75~85% of the total weight, vacuum stirring to disperse the material; The powder is dispersed evenly, and the viscosity of the slurry reaches the requirement. Then, vacuum is used to stir the 60~100min slowly. After the slow stirring is finished, the vacuum positive 30~60min is screened to obtain the positive size slurry.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池
，具体的说，涉及一种磷酸亚铁锂电池正极浆料 的制备工艺。
技术介绍
地球上能源是有限的，尤其石油资源是不可再生的，因此石油成为全球性战略物 资。能源紧缺是全人类面临的日益严重而紧迫的问题，是一个全球性战略问题，关系到全球 经济安全和军事安全。曾有一些专家曾经估计，全球能源矿产资源仅够支撑不到100年；而 我国的石油只能支持国内消耗30年，煤炭最多能支撑100年。随着全球汽车数量的不断增 加，燃油汽车的尾气排放所造成的空气污染日益加剧，而且石油也是不可再生的能源，终有 枯竭之日，能源短缺问题越来越严重。因此近年来，世界各国为解决这些难题，纷纷投入大 量人力、物力，研制开发新能源，寻求可再生能源已成为人类紧迫的任务，锂离子动力电池 就是其中很重要的一个项目。在目前较为成熟的锂离子电池中，磷酸亚铁锂锂离子电池以 其独有的长循环寿命、高安全性、自放电小、环保等优点，使其在新能源领域中表现突出，其 中大容量汽车用锂离子动力电池越来越受到各国政府的重视。但是目前在磷酸亚铁锂电池 的制作中，正极浆料的制备普遍存在制作工艺复杂、制作周期长、且分散效果不理想、N-甲-3-基吡咯烷酮溶剂使用量 大等缺点；从而严重制约着磷酸亚铁锂动力电池的广泛推广应用。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术的目的在于提供一种操作简便，制备的浆料性能优 越的磷酸亚铁锂电池正极浆料的制备工艺。本专利技术目的是这样实现的(1)正极粉料的预处理称取聚偏氟乙烯、磷酸亚铁锂、SP、导电石墨材料在真空环境下 进行烘烤，将烘烤后的粉料冷却，冷却后的材料密封保存待用；(2)聚偏氟乙烯胶溶液的制备称取制备正极浆料的干粉总重量份数2、份的聚偏氟 乙烯，均勻加入15 18倍于聚偏氟乙烯体积的N-甲基吡咯烷酮溶液中，经真空搅拌得到聚 偏氟乙烯胶溶液；(3)称取制备正极浆料的干粉总重量份数广3份的导电石墨均勻加入聚偏氟乙烯胶溶 液中搅拌至导电石墨分散均勻；(4)称取制备正极浆料的干粉总重量份数3飞份的SP均勻加入步骤(3)制得的溶液中 搅拌至SP分散均勻；(5)称取制备正极浆料的干粉总重量份数89 93份的正极活性物质磷酸亚铁锂分次均 勻加入步骤(4)制得的溶液中，所述正极活性物质是具有橄榄石型结构的类球形磷酸亚铁 锂材料，该材料粒径为D5(l=2-5um，比表面积4-7m2/g，振实密度达1. 7g/cm3 ；期间应加入制 备正极浆料的干粉总重量75、5%的N-甲基吡咯烷酮，真空搅拌至材料分散均勻；待粉料分散均勻，浆料粘度达到要求后改用真空慢速搅拌6(Tl00min ；慢速搅拌完成后真空静置 3(T60min过筛即得到正极浆料。选用一种不同的磷酸亚铁锂材料，由于该磷酸亚铁锂材料独特的特征使得简化浆料制作工艺，缩短浆料制作周期，提高浆料分散效果，减少N-甲基吡咯烷酮溶 液使用量，加工性能堪比钴酸锂锂材料的加工性能，N-甲基吡咯烷酮溶剂用量比市场同类 材料溶剂用量少20 40%。上述正极浆料的制备过程中各种材料的加入顺序依次为导电石墨、SP、磷酸亚铁 锂；以粉料形式加入溶液中。按此顺序的加入也是为了更好的提高分散效果，工艺也更加简 化，缩短了制作周期。步骤(1)聚偏氟乙烯、磷酸亚铁锂、SP和导电石墨材料备料时在所需重量的基础 上多备10%。根据经验和实验得出，备料时多备10%，经过烘烤等预处理后，重量正好达到要 求。有益效果本专利技术主要是采用具有独特结构和性能的磷酸亚铁锂材料，通过使用分散效果理想的 制作工艺，辅以独特的各组分间的配比和加入次序，从而达到简化浆料制作工艺，缩短浆料 制作周期，提高浆料分散效果，减少N-甲基吡咯烷酮溶液使用量。按照上述工艺方法制备 的磷酸亚铁锂正极浆料所制得的锂离子电池，具有优异的长循环寿命，高功率，低内阻等特点ο具体实施例方式实施例1(1)正极粉料的预处理称取聚偏氟乙烯、磷酸亚铁锂、SP、导电石墨材料在真空环境下 进行烘烤，将烘烤后的粉料冷却，冷却后的材料密封保存待用；(2)聚偏氟乙烯胶溶液的制备称取制备正极浆料的干粉总重量份数2份的聚偏氟乙 烯，均勻加入15倍于聚偏氟乙烯体积的N-甲基吡咯烷酮溶液中，经真空搅拌得到聚偏氟乙 烯胶溶液；(3)称取制备正极浆料的干粉总重量份数1.5份的导电石墨均勻加入聚偏氟乙烯胶溶 液中搅拌至导电石墨分散均勻；(4)称取制备正极浆料的干粉总重量份数3份的SP均勻加入步骤(3)制得的溶液中搅 拌至SP分散均勻；(5)称取制备正极浆料的干粉总重量份数93份的正极活性物质磷酸亚铁锂分次均勻 加入步骤(4)制得的溶液中，所述正极活性物质是具有橄榄石型结构的类球形磷酸亚铁锂 材料，该材料粒径为D5(1=2-5um，比表面积4-7m2/g、振实密度达1. 7g/cm3 ；期间应加入制备正 极浆料的干粉总重量75%的N-甲基吡咯烷酮，真空搅拌至材料分散均勻；待粉料分散均勻， 浆料粘度达到要求后改用真空慢速搅拌60min ；慢速搅拌完成后真空静置60min过筛即得 到正极浆料。(6)电池制作将配置好的正极浆涂覆在17um的铝箔上，所述正极片上所涂料为 150g/m2;后经滚压制片，与隔膜和负极片交替相叠，再经过焊接极耳、铝塑膜封装、烘烤、注 液、抽气封口、化成、老化、二次抽气封口、检测等工序得到电池。电池设计容量20Ah。实施例2(1)正极粉料的预处理称取聚偏氟乙烯、磷酸亚铁锂、SP、导电石墨材料在真空环境下 进行烘烤，称取时根据后期所需重量的基础上多备10%。将烘烤后的粉料冷却，冷却后的材 料密封保存待用；(2)聚偏氟乙烯胶溶液的制备称取制备正极浆料的干粉总重量份数4份的聚偏氟乙 烯，均勻加入18倍于聚偏氟乙烯体积的N-甲基吡咯烷酮溶液中，经真空搅拌得到聚偏氟乙 烯胶溶液；(3)称取制备正极浆料的干粉总重量份数3份的导电石墨均勻加入聚偏氟乙烯胶溶液 中搅拌至导电石墨分散均勻；(4)称取制备正极浆料的干粉总重量份数6份的SP均勻加入步骤(3)制得的溶液中搅 拌至SP分散均勻；(5)称取制备正极浆料的干粉总重量份数89份的正极活性物质磷酸亚铁锂分次均勻 加入步骤(4)制得的溶液中，所述正极活性物质是具有橄榄石型结构的类球形磷酸亚铁锂 材料，该材料粒径为D5(1=2-5um，比表面积4-7m2/g、振实密度达1. 7g/cm3 ；期间应加入制备正 极浆料的干粉总重量85%的N-甲基吡咯烷酮，真空搅拌至材料分散均勻；待粉料分散均勻， 浆料粘度达到要求后改用真空慢速搅拌IOOmin ；慢速搅拌完成后真空静置30min过筛即得 到正极浆料。(6)电池制作将配置好的正极浆涂覆在17um的铝箔上，所述正极片上所涂料为 150g/m2;后经滚压制片，与隔膜和负极片交替相叠，再经过焊接极耳、铝塑膜封装、烘烤、注 液、抽气封口、化成、老化、二次抽气封口、检测等工序得到电池。电池设计容量20Ah。实施例3(1)正极粉料的预处理称取聚偏氟乙烯、磷酸亚铁锂、SP、导电石墨材料在真空环境下 进行烘烤，称取时根据后期所需重量的基础上多备10%。将烘烤后的粉料冷却，冷却后的材 料密封保存待用；(2)聚偏氟乙烯胶溶液的制备称取制备正极浆料的干粉总重量份数3份的聚偏氟乙 烯，均勻加入15倍于聚偏氟乙烯体积的N-甲基吡咯本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种磷酸亚铁锂电池正极浆料的制备工艺，按如下步骤进行：（１）正极粉料的预处理：称取聚偏氟乙烯、磷酸亚铁锂、ＳＰ、导电石墨材料在真空环境下进行烘烤，将烘烤后的粉料冷却，冷却后的材料密封保存待用；（２）聚偏氟乙烯胶溶液的制备：称取制备正极浆料的干粉总重量份数２～４份的聚偏氟乙烯，均匀加入１５～１８倍于聚偏氟乙烯体积的Ｎ－甲基吡咯烷酮溶液中，经真空搅拌得到聚偏氟乙烯胶溶液；（３）称取制备正极浆料的干粉总重量份数１～３份的导电石墨均匀加入聚偏氟乙烯胶溶液中搅拌至导电石墨分散均匀；（４）称取制备正极浆料的干粉总重量份数３～６份的ＳＰ均匀加入步骤（３）制得的溶液中搅拌至ＳＰ分散均匀；（５）称取制备正极浆料的干粉总重量份数８９～９３份的正极活性物质磷酸亚铁锂分次均匀加入步骤（４）制得的溶液中，所述正极活性物质是具有橄榄石型结构的类球形磷酸亚铁锂材料，该材料粒径为Ｄ５０＝２－５ｕｍ，比表面积４－７ｍ２／ｇ、振实密度达１．７ｇ／ｃｍ３；期间应加入制备正极浆料的干粉总重量７５～８５％的Ｎ－甲基吡咯烷酮，真空搅拌至材料分散均匀；待粉料分散均匀，浆料粘度达到要求后改用真空慢速搅拌６０～１００ｍｉｎ；慢速搅拌完成后真空静置３０～６０ｍｉｎ过筛即得到正极浆料。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵群会，杨金林，冯勇，任海中，
申请(专利权)人：重庆永通信息工程实业有限公司，
类型：发明
国别省市：85