[發明專利]高倍率鋰離子電池正極漿料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210591170.2
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103035924A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 張敬捧;關成善;宗繼月
• 申請（專利權）人: 山東海特電子新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/58;B01F3/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種高倍率鋰離子電池正極漿料及其制備方法。

背景技術

磷酸鐵鋰鋰離子電池以其功率密度高、循環壽命長、安全性能好和對環境友好等優點，使其在動力技術領域具有廣泛的應用前景。隨著電動工具、小型動力設備對鋰離子電池各性能要求的不斷提高，磷酸鐵鋰鋰離子電池的各項性能不斷得到提升。高倍率鋰離子電池原材料要求具有良好的導電性，人們通常使用比表面積適中的導電石墨與導電炭黑作為電池正極導電劑來提高電池的倍率能，對于導電性能特好的導電劑則比表面積特別大，傳統制漿工藝下的漿料后續加工性能差，所以傳統制漿工藝只能使用比表面積適中的普通導電劑。傳統打漿方式首先將粘結劑PVDF（聚偏氟乙烯）加入到NMP（N-甲基吡咯烷酮）溶劑中分散均勻，然后加入導電劑攪拌均勻，最后加入磷酸鐵鋰活性物質攪拌均勻。導電性能特好的導電劑比表面積大，不易分散，且不能通過降低漿料固含量提高材料的分散性，這樣會導致漿料粘度偏低，攪拌速度不易太快，攪拌速度大則剪應力大，也會降低漿料的粘度。所以，使導電性能特好的導電劑得到合理應用，找到能夠不影響漿料粘度、使漿料具有良好加工性能且制漿時間短的正極漿料制備工藝十分重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種高倍率鋰離子電池正極漿料及其制備方法，要解決的技術問題是找到合理的正極漿料分散技術，提高鋰離子電池的加工性能和倍率性能。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種高倍率鋰離子電池正極漿料，其特征是：將粘結劑、導電劑、磷酸鐵鋰活性物質按質量比1:（0.8~1.2）:（18~23）用混料機混合均勻，轉速20±1r/min，混料時間2~4h。

根據所述的高倍率鋰離子電池正極漿料，其特征是：將混合均勻的原料放入鼓風烤箱85±5℃烘烤8~12h，關閉加熱使混合原材料自然冷卻到45℃以下備用。

根據所述的高倍率鋰離子電池正極漿料，其特征是：將原材料分三次加入到裝有NMP的攪拌桶中用行星攪拌機攪拌，漿料固含量控制在30~40%；第一次、第二次加入混合原材料低速攪拌5~10min，高速攪拌1~1.5h，第三次加入混合原材料低速攪拌5~10min，高速攪拌2~3h，最后加NMP調節粘度，粘度控制在5000~10000MPa·s；低速攪拌真空消泡，漿料過200目篩。

根據所述的高倍率鋰離子電池正極漿料，其特征是：導電劑為碳納米管CNTs、科琴黑ECP和超導電炭黑350G中的一種或幾種。

根據所述的高倍率鋰離子電池正極漿料，其特征是：磷酸鐵鋰活性物質為倍率型磷酸鐵鋰活性物質。

一種高倍率鋰離子電池正極漿料制備方法，其步驟是：將粘結劑PVDF、導電劑、磷酸鐵鋰活性物質按質量比1:（0.8~1.2）:（18~23）用V型混料機混合，轉速20±1r/min，混料時間2~4h；然后將混合后的原料放入鼓風烤箱85±5℃烘烤8~12h，關閉加熱使混合原材料自然冷卻到45℃以下備用，將混合原材料分三次加入到裝NMP的攪拌桶中用行星攪拌機攪拌，每次加入混合原材料后先低速攪拌，刮壁后啟動高速攪拌并抽真空，低速攪拌公轉20±1r/min，自轉1500±50r/min，高速攪拌公轉25±1r/min，自轉2200±50r/min，高速攪拌抽真空接冷循環水，抽真空度－0.08~－0.09MPa，破真空度0～-0.01?MPa，漿料溫度控制在50℃以下漿料固含量控制在30~40%；第一次、第二次加入混合原材料低速攪拌5~10min，高速攪拌1~1.5h，第三次加入混合原材料低速攪拌5~10min，高速攪拌2~3h，最后加NMP調節粘度，粘度控制在3000~6000MPa·s；低速攪拌真空消泡，漿料過200目篩，得到分散均勻的正極漿料。

本發明的優點與效果是：

1.???本發明使用粒徑小、比表面積大、導電性能特好的導電劑，導電劑在電池中起到吸液保液的作用，并提高了電池的高倍率放電性能。

2.???本發明先用混料機對原材料干粉進行混合，避免了單獨將粘結劑PVDF與NMP混合攪拌，粘結劑PVDF懸浮于NMP溶劑中不易分散，攪拌時間長的問題。

3.???本發明先用混料機對原材料干粉進行混合，使比表面積較大的導電劑與磷酸鐵鋰活性物質在NMP溶劑中更易混合均勻，縮短了混料時間，降低了生產成本。

4.???本發明先用混料機對原材料干粉進行混合，確保漿料分散均勻的前提下漿料粘度可以達到適中，漿料可以具有良好的加工性能。

具體實施方式