[發明專利]一種鋰離子電池正極漿料的制備方法

有效

• 申請號: 201110333459.X
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102368544A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 翟冬
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139
• 代理公司: 廣州中瀚專利商標事務所 44239
• 代理人: 黃洋;蓋軍

技術領域

?本發明屬于鋰離子電池制造技術領域，具體涉及到一種鋰離子電池正極漿料的制備方法。

背景技術

電動汽車具有低碳環保等特點，是汽車未來的發展方向，而隨著電動汽車技術的發展，汽車廠商對電動汽車用鋰離子動力電池的性能提高的要求也日益迫切。電動汽車用鋰離子動力電池的一致性問題是制約整個電動汽車技術發展最大的瓶頸。

目前解決單體電池一致性的方法主要集中在以下幾種方式：1、采用高精度的涂布機以提高電池極片橫向及縱向方向上敷料量的一致性及涂片左右對稱性；2、采取各種精密的制片設備提高單個極片間的一致性；3、采用高精度選片設備對極片重量進行挑選，以滿足電池極片的一致性。上述方法僅僅從宏觀方面對電池極片一致性進行控制，而不能解決微觀上的諸如電極材料與導電劑、粘結劑的分散性的問題，而電極微觀上的一致性恰恰是影響電池一致性最為直接的重要因素。

電極的一致性由漿料的性質決定。傳統的合漿工藝在制作過程中，整個體系處在比較低的溫度下，在這種低溫狀態下，正極材料、PVDF、導電劑（SP或CNT）、溶劑等組分的分子擴散比較慢，合漿時僅僅依靠機械使上述物質相互混合，這樣分散的效果比較差，導致微觀上漿料的一致性很不理想。

發明內容

本發明的目的是提出一種能夠在微觀方面對電池一致性進行有效控制的鋰離子電池正極漿料的制備方法。

本發明的鋰離子電池正極漿料的制備方法，該鋰離子電池正極漿料由溶劑、聚偏氟乙烯、導電劑、磷酸鐵鋰正極材料混合而成，其制備方法的關鍵在于所述溶劑、聚偏氟乙烯、導電劑、磷酸鐵鋰正極材料是在65℃～70℃的溫度環境內攪拌均勻，制成鋰離子電池正極漿料的。

采用高溫條件下合漿攪拌的方式，在高溫（65℃～70℃）條件下可以使漿料的各組分分子的擴散運動更劇烈，從而促使組分分散更為均勻，進而從微觀上保證電池極片的一致性。

進一步地，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

進一步地，所述導電劑為導電炭黑、導電石墨中的一種或者幾種。

進一步地，所述聚偏氟乙烯、導電劑、磷酸鐵鋰正極材料的重量配比為聚偏氟乙烯：導電劑：磷酸鐵鋰正極材料=3%～4%:2～4%:92%～95%；所述溶劑質量：固體材料質量=45%～55%，所述固體材料質量為聚偏氟乙烯、導電劑和磷酸鐵鋰正極材料的總質量。

具體來說，上述的鋰離子電池正極漿料的制備方法包括如下步驟：

A：向行星攪拌桶中加入20～30Wt%的溶劑，在65℃～70℃的溫度環境內攪拌，將溶劑溫度提升至65～68℃；

B：停止攪拌，將聚偏氟乙烯全部加入行星攪拌桶中，在65℃～70℃的溫度環境內攪拌，制得溫度為65～68℃，粘度為2000～3500mpa.s的第一級漿料；

C：向制得的第一級漿料中加入20%～30Wt%的溶劑和全部的導電劑，在65℃～70℃的溫度環境內攪拌，制得溫度為65～68℃，粘度為4300～5500mpa.s的第二級漿料；

D：向制得的第二級漿料中加入20%～30Wt%的溶劑及磷酸鐵鋰正極材料，在65℃～70℃的溫度環境內攪拌，制得溫度為65～68℃，粘度為5500～7000mpa.s的第三級漿料；加入的磷酸鐵鋰正極材料占全部磷酸鐵鋰正極材料的50%；

E：向制得的第三級漿料中加入10%～40Wt%的溶劑及剩下的50%磷酸鐵鋰正極材料，在65℃～70℃的溫度環境內攪拌，制得溫度為65～68℃，粘度為6500～7500mpa.s的第四級漿料；

F：將制得的第四級漿料在18℃～20℃的溫度環境內冷卻，并在第四級漿料的溫度下降至45℃以下時開始抽真空，制得粘度為7800～8300mpa.s的鋰離子電池正極漿料。

所述F步驟中，真空度要求為-0.08MPa～-0.1MPa，真空保持時間不小于1小時。

所述各步驟中，是利用向行星攪拌桶通入相應溫度的恒溫循環水的方法來控制攪拌環境溫度的。

本發明的鋰離子電池正極漿料的制備方法在整個漿料制作過程中，通過控制漿料體系溫度使整個漿料體系處于較高溫度下的恒溫狀態，同時利用向漿料體系中分批次投入原材料及溶劑的方法使漿料體系的粘度控制在一定范圍內，并且在投入膠液之前所有的固體粉料要使用溶劑進行預混，使得漿料各組分在比常規合漿工藝更高的溫度條件下更為劇烈的進行分子級的運動，從而得到微觀方面的一致性更為優秀的電極漿料。

具體實施方式