[發明專利]一種磷酸鐵鋰水性正極漿料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811443856.0
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN111244405A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 田軍;李國敏
• 申請（專利權）人: 深圳格林德能源集團有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種磷酸鐵鋰水性正極漿料及其制備方法。該水性漿料按照質量分數的組成為：40%~50%的磷酸鐵鋰粉末，2%~6%的導電劑，2%~5%的水性粘結劑，0.5%~2%的分散劑，剩余的量為去離子水。其制備方法包括以下步驟：S1：復合膠液的制備；S2：導電分散液的制備；S3：磷酸鐵鋰分散液的制備;S4:一次混合分散；S5:二次混合分散；S6:真空脫泡靜置。本發明所制備的磷酸鐵鋰水性正極漿料分散均勻、一致性和穩定性能好，便于涂布；同時，此漿料所選用的溶劑為水性溶劑，綠色環保無污染，成本低廉；該制備方法操作簡便，生產效率高，適合批量生產。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及到一種磷酸鐵鋰水性正極漿料及其制備方法。

背景技術

隨著工業不斷的發展，造成的污染也持續不斷的增加。人們開始關注環境對人類健康帶來的危害，世界各國開始重視環境保護，有關綠色環保類的產品越來越受到親睞，如“新能源汽車”。目前，制造新能源汽車主要用到鋰離子電池，而磷酸鐵鋰具有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價格便宜，壽命長等優點，成為了新一代用于新能源汽車鋰離子電池的理想正極材料。

目前，鋰離子電池正極極片大部分選擇以聚偏氟乙烯(PVDF) 為粘結劑，N-甲基吡烷酮(NMP)為溶劑，制備成油性粘結劑溶液。采用NMP+PVDF體系制作電極，成本較高，且NMP有毒性，制作極片時會有NMP氣體揮發到空氣中，對操作工身體危害較大，污染環境。雖然有的廠家采用NMP回收系統，但是仍然有少量的NMP泄露到空氣中，此外增加回收系統進一步增加生產成本。因此，人們已經逐漸的開始研究水性正極漿料，以此避免環境污染和降低生產成本。

但在水性體系中，納米級的磷酸鐵鋰分散極為困難，易團聚，制備的漿料易分層，穩定性較差，導致涂布工序的難度增加，從而限制了納米級磷酸鐵鋰正極材料在水性體系中的使用。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種磷酸鐵鋰水性正極漿料及其制備方法，以制備一種分散均勻、一致性好、穩定性高、涂布效果好的水性正極漿料。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種磷酸鐵鋰水性正極漿料，其按照質量分數的組成為：40%~50%的磷酸鐵鋰粉末、2%~6%的導電劑、2%~5%的水性粘結劑、0.5%~2%的分散劑、剩余的量為去離子水。

所述的磷酸鐵鋰粉末為碳包覆磷酸鐵鋰。

所述的水性粘結劑為羧甲基纖維素鈉、丁苯膠乳、水性聚氨酯乳液、水性聚苯胺乳液復合膠黏劑。

所述的導電劑為碳納米管、導電石墨、導電炭黑、乙炔黑中的一種或多種。

所述的分散劑為聚丙烯酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。

一種磷酸鐵鋰水性正極漿料制備方法，包括以下步驟：

S1：復合膠液的制備：將粘接劑和部分去離子水加入至1號攪拌缸低速攪拌30~60min，制得復合膠液，其中攪拌速度為500~1000rpm/min；

S2：導電分散液的制備： 將分散劑和部分去離子水加入至2號攪拌缸以500~1000rpm/min的速度攪拌10~20min，然后分批次加入導電劑，以1500~2000rpm/min的速度攪拌30~60min，制得導電劑分散液；

S3：磷酸鐵鋰分散液的制備：將分散劑和部分去離子水加入至3號攪拌缸以500~1000rpm/min的速度攪拌10~20min，然后分批次加入磷酸鐵鋰，以1500~2000rpm/min的速度攪拌90~120min，制得磷酸鐵鋰分散液；

S4：一次混合分散：將S2制備的導電劑分散液加入至S1中，高速攪拌60~120min，制得導電膠液，其攪拌速度為1500~2000rpm/min；