[發(fā)明專利]一種鋰電池正極復合活性物質及其涂布漿料的制備方法

有效

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• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103715417A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 林彭桃君
• 申請（專利權）人: 合肥恒能新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/58
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發(fā)明涉及一種鋰電池正極復合活性物質及其涂布漿料制備方法,屬于鋰電池制造領域。

背景技術

隨著工業(yè)的發(fā)達，能源消耗量的快速增長，污染也越來越嚴重，PM2.5成為了熱門話題，越來越多的人們開始關注空氣中污染物對健康的危害，“新能源汽車”“綠色交通”等字眼成為焦點，磷酸鐵鋰具有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價格便宜，壽命長等優(yōu)點，成為了新一代鋰離子電池的理想正極材料。

目前市場上需求的都是高電壓、高容量的新能源系統(tǒng)，而磷酸鐵鋰電池的額定電壓只有3.2V左右，所以只能通過用多個單體電池先并后串或者先串后并來達到此要求。由于串聯(lián)數及并聯(lián)過多且各單體電池能量之間有不可避免的誤差，再加上電池管理系統(tǒng)管理不到每一個單體單體，所以電池組在充電使用過程中，容易造成單體電池過充，眾所周知，電池在過充狀態(tài)容易出現(xiàn)析鋰、鼓脹等一系列負作用及安全隱患。

現(xiàn)行業(yè)內涂布漿料制備方法普遍都是油系工藝以N-甲基吡咯烷酮為溶劑，此溶劑有刺鼻的氣味，長期接觸對人體有危害，且成本較高，吸濕性強，容易導致電池報廢，但溶解性極強，所以油系工藝對電池制造環(huán)境要求較高且成本較貴。去離子水成本低、無毒害、制造環(huán)境要求較低，但溶解性遠低于N-甲基吡咯烷酮且磷酸，造成正極活性物質在去離子水中直接均勻分散比較難。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的就是提供一種鋰電池正極復合活性物質及其涂布漿料的制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種鋰電池正極復合活性物質，所述的正極復合活性物質是由重量比為92-97:3-8的鋰鐵磷氧化物和鋰錳氧化物組成。

一種鋰電池正極復合活性物質，所述的鋰鐵磷氧化物為磷酸鐵鋰，所述的鋰錳氧化物為錳酸鋰。

一種鋰電池正極復合活性物質的涂布漿料制備方法，包括以下步驟：

（1）將磷酸鐵鋰、錳酸鋰、炭黑導電劑、去離子水按比例加入到攪拌桶中高粘度揉攪；

（2）再將水性粘合劑、去離子水按比例加入到上述攪拌桶中進行中速分散；

（3）然后將石墨導電劑按比例加入到攪拌桶中進行高速分散；

（4）最后加入適量水調整到合適粘度抽真空至無氣泡后靜置。

一種鋰電池正極復合活性物質的涂布漿料制備方法，步驟（1）中所述的中磷酸鐵鋰、錳酸鋰、炭黑導電劑、去離子水的重量比為66-70：5-8：0.5-1.2：25-30。

一種鋰電池正極復合活性物質的涂布漿料制備方法，步驟（2）中所述的水性粘合劑為聚丙烯腈多元聚合物、丁苯橡膠或羧甲基纖維素鈉中的一種或幾種，所述的水性粘合劑和去離子水的重量比為6-12:88-94，其中所述的水性粘合劑為步驟（1）中磷酸鐵鋰與錳酸鋰混合料重量的3%-5%。

一種鋰電池正極復合活性物質的涂布漿料制備方法，步驟（3）中所述的石墨導電劑為步驟（1）中磷酸鐵鋰與錳酸鋰混合料重量的2%-5%。

一種鋰電池正極復合活性物質的涂布漿料制備方法，步驟（1）中所述的高粘度揉攪為30000Pa.s以上。

一種鋰電池正極復合活性物質的涂布漿料制備方法，上述步驟（3）中高速分散過程中漿料溫度維持在30℃-35℃之間。

一種鋰電池正極復合活性物質的涂布漿料制備方法，上述高速分散分散盤線速度18m/s以上，中速分散分散線速度8-15m/s。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明的鋰電池正極復合活性物質利用兩種材料與石墨相對于的電壓差和各自的優(yōu)勢提高了單體電池的過充能力以及低溫放電能力從而延長了電池包循環(huán)壽命且能有效增大電池包能量使用率以及低溫放電率。本發(fā)明提供的涂布漿料制備方法利用去離子水做溶劑即能降低成品又能較少污染且制備方法能有效的使各種材料均勻混合分散完全。

具體實施方式

實施例1

一種鋰電池正極復合活性物質，所述的正極復合活性物質是由重量比為93:8的鋰鐵磷氧化物和鋰錳氧化物組成。

一種鋰電池正極復合活性物質，所述的鋰鐵磷氧化物為磷酸鐵鋰，所述的鋰錳氧化物為錳酸鋰。

一種鋰電池正極復合活性物質的涂布漿料制備方法，包括以下步驟：

（1）將磷酸鐵鋰、錳酸鋰、炭黑導電劑、去離子水按比例加入到攪拌桶中高粘度揉攪；

（2）再將水性粘合劑、去離子水按比例加入到上述攪拌桶中進行中速分散；

（3）然后將石墨導電劑按比例加入到攪拌桶中進行高速分散；

（4）最后加入適量水調整到合適粘度抽真空至無氣泡后靜置。