[發(fā)明專利]一種鋰離子電池水系正極漿料及其制備方法、鋰離子電池

在審

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• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109301244A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬敏;楊鳳玉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津中聚新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

本發(fā)明公開的一種鋰離子電池水系正極漿料，包括磷酸鐵鋰、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和去離子水。此外，本發(fā)明還公開了一種鋰離子電池，以及一種鋰離子電池水系正極漿料的制備方法。本發(fā)明公開的一種鋰離子電池水系正極漿料及其制備方法、鋰離子電池，該鋰離子電池水系正極漿料具有導(dǎo)電性能優(yōu)異、粘結(jié)力強、活性物質(zhì)含量高及無需添加分散劑且加工性能優(yōu)異的特點，從而能夠保證電池的循環(huán)性能及安全穩(wěn)定性，有利于提高電池生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的市場應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池水系正極漿料及其制備方法、鋰離子電池。

背景技術(shù)

目前，新能源汽車的動力核心是動力電池，動力電池的三大性能指標(biāo)為：能量密度、安全穩(wěn)定性和循環(huán)壽命。其中，磷酸鐵鋰電池因其具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和循環(huán)性能，而在動力電池中占有較大比例。節(jié)能減排、綠色環(huán)保理念的深入，推動了磷酸鐵鋰電池正極水系漿料配方的發(fā)展。

對于磷酸鐵鋰電池的正極漿料，主要包括正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶劑。由于磷酸鐵鋰的電導(dǎo)率低，鋰離子擴散系數(shù)低，常需在漿料中添加較大比例的導(dǎo)電劑。常規(guī)導(dǎo)電劑如導(dǎo)電炭黑SP，導(dǎo)電性略差用量多，電池活性物質(zhì)含量低。為提升電池能量密度，需增加活性物質(zhì)在正極漿料中的比例，降低導(dǎo)電劑或粘結(jié)劑的用量。常規(guī)水性粘結(jié)劑LA系丙烯腈多元共聚物在加入碳納米管等導(dǎo)電性強、比表面積大的導(dǎo)電劑后，LA與導(dǎo)電性強的導(dǎo)電劑兩者極易相互吸附，造成漿料團聚分散困難；LA系漿料在涂覆過程中通過烘箱后的極片表面易開裂，極片及其易發(fā)生卷邊，導(dǎo)致收卷困難，極片掉料嚴重，造成生產(chǎn)過程中良率低。

目前還沒有一種水系正極漿料，既具有活性物質(zhì)含量高，導(dǎo)電性能優(yōu)異，粘結(jié)力強，又具有加工性能好(涂覆過程極片不開裂，極片柔韌性好)，同時能夠保證電池的循環(huán)性能及安全穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池水系正極漿料及其制備方法、鋰離子電池，該鋰離子電池水系正極漿料具有導(dǎo)電性能優(yōu)異、粘結(jié)力強、活性物質(zhì)含量高且加工性能優(yōu)異，從而能夠保證電池的循環(huán)性能及安全穩(wěn)定性，有利于提高電池生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的市場應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。

為此，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池水系正極漿料，包括磷酸鐵鋰、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和去離子水，其中：

所述磷酸鐵鋰、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和去離子水之間的質(zhì)量比為(50～70)：(0～5)：(1～5)：(25～48)。

其中，所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)乙炔黑Li435、導(dǎo)電炭黑SP或者復(fù)合導(dǎo)電劑；

所述復(fù)合導(dǎo)電劑包括碳納米管CNT和導(dǎo)電炭黑SP，或者碳納米管CNT和超導(dǎo)乙炔黑Li435；

所述粘結(jié)劑為包括組分A和組分B的粘結(jié)劑；

其中，組分A為包括纖維素和聚丙烯酸的混合物，B組分為聚丙烯酸。

其中，所述纖維素包括甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羧丙基甲基纖維素和羧丙基纖維素中的至少一種。

其中，在復(fù)合導(dǎo)電劑中，碳納米管CNT和導(dǎo)電炭黑SP的質(zhì)量比為1:(1～2)，或者碳納米管CNT和超導(dǎo)乙炔黑Li435的質(zhì)量比為1:(1～2)。

其中，所述鋰離子水系正極漿料在烘干后，各組分的質(zhì)量百分比含量分別為：磷酸鐵鋰為92％～97％、導(dǎo)電劑為1％～4％，、粘結(jié)劑為2％～5％。

其中，當(dāng)所述導(dǎo)電劑為超導(dǎo)乙炔黑Li435時，所述鋰離子水系正極漿料在烘干后，組分質(zhì)量百分比含量為：磷酸鐵鋰為94～96％、超導(dǎo)乙炔黑Li435為1～3％，粘結(jié)劑為2.5～3.5％。

其中，當(dāng)所述導(dǎo)電劑為包括碳納米管CNT和導(dǎo)電炭黑SP的復(fù)合導(dǎo)電劑時，所述鋰離子水系正極漿料在烘干后，組分質(zhì)量百分比含量為：磷酸鐵鋰為94～96％、復(fù)合導(dǎo)電劑為1.5％～2.5％，粘結(jié)劑為2.5～3.5％。