[發明專利]一種鋰離子電池高粘度超細分散正極漿料的制備方法

有效

• 申請號: 201310515735.3
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103545487A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 劉小虹;李國敏;余蘭;李露;駱文平;黃小
• 申請（專利權）人: 深圳格林德能源有限公司
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 呂曉蕾

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高粘度超細分散正極漿料的制備方法。

背景技術：

鋰離子電池作為新型綠色能源，因其高容量、高電壓、小型輕質、循環壽命長、工作范圍寬、安全性好、無記憶效應等優點，在近年來迅速發展的便攜式電子產品如3C/3G手機、筆記本電腦、平板電腦、攝像機等，電動汽車、國防軍事裝備的電源系統、以及光伏儲能系統、儲能錯峰電站、不間斷電源、中小型儲能系統等眾多領域具有廣泛的應用前途。

面對動力鋰離子電池、儲能鋰離子電池大規模的應用需求，進一步提高鋰離子電池的功率密度、能量密度、改善循環性能、低溫性能以及安全性能成為發展的重點。

目前的鋰離子電池為確保以上電池性能的提高，特別是電池性能的一致性，制備均勻一致性好的正極漿料成為鋰離子電池制造中一個重要的環節。目前在鋰離子電池正極漿料的制作中采用的導電劑為炭黑、乙炔黑或Super-P、導電石墨和碳納米管、碳納米纖維等，而考慮到動力鋰離子電池、儲能鋰離子電池等性能的需求，多采用二元或三元導電劑復合使用，以形成有效的三維網絡導電結構，增強導電性能。然而在正極漿料制作過程中特別是納米線狀導電劑、碳納米管、碳納米纖維等的使用，導電劑的分散以及極片漿料的分散成為難點。目前常用的行星混合攪拌機在實現宏觀分散加工的同時，可在某種程度上將漿料進一步微觀分散，但由于行星混合攪拌機是開放式的分散方式，超細分散作用有限，分散加工不夠徹底，存在分散死角，分散后漿料顆粒大，懸浮性差，導致微觀上漿料的一致性很不理想，難以實現分子級的微觀分散。

因此，現有鋰離子電池正極漿料的制備技術和工藝尚有待進一步改進和發展。

發明內容：

本發明的目的在于提供可以在微觀層面上保證了電池優異的性能和一致性的一種鋰離子電池高粘度超細分散正極漿料的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種鋰離子電池高粘度超細分散正極漿料的制備方法，其特征在于它包括如下的步驟：

A、以如下的重量百分比的比例準備原材料：

聚偏氟乙烯:3％～6％:納米微米復合導電劑：2％～4％；

正極材料:90％～95％；

在高粘度攪拌機中將粘結劑聚偏氟乙烯加入到15～30Wt％溶劑中，升溫并保持溶劑溫度為60±5℃，在攪拌機中以自轉1000-1500轉/min，公轉20-30轉/min的速度進行真空高溫攪拌得到1500-3500Mpa·s的第一級漿料；

B、在上述第一級漿料中加入全部的納米微米復合導電劑，并保持漿料溫度為60±5℃，在攪拌機中以自轉2000-2500轉/min，公轉30-45轉/min的速度進行真空高速攪拌得到4500-6000Mpa·s高粘度的第二級漿料；

C、將高粘度的第二級漿料全部轉入高速剪切超細分散機中在轉速3000-4500轉/min下進行高速剪切與分子級超細分散，制得超細分散的納米微米復合導電劑第三級漿料；

D、將第三級漿料全部轉回高粘度攪拌機中，加入40～50Wt％溶劑和60％的正極材料，保持漿料溫度為60±5℃，在攪拌機中以自轉1800-2000轉/min，公轉30-45轉/min的速度進行真空高速攪拌得到4500-6000Mpa·s高粘度的第四級漿料；

E、向制得的第四級漿料中加入20～45Wt％的溶劑和剩下的40％的正極材料，并保持漿料溫度為60±5℃，在攪拌機中以自轉1800-2000轉/min，公轉30-45轉/min的速度進行真空高速攪拌，再冷卻至室溫，過100-150目篩網制得粘度6000-8000Mpa·s的分子級超細分散鋰離子電池正極漿料。

所述納米微米復合導電劑由納米級導電劑、微米級導電石墨、納米線狀導電劑復合組成；其復合重量配比為：1:1.5～2:0.5～1.0。

所述的納米級導電劑為炭黑或乙炔黑或Super-P；所述的微米級導電石墨為KS-6或鱗片石墨；所述的納米線狀導電劑為碳納米管或碳納米纖維。

所述的正極漿料中的正極材料為LiFePO₄、LiCoO₂、Li₂MnO₄、Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂中的任意一種。