[發明專利]一種無鈷體系、正極漿料及其勻漿方法和應用

有效

• 申請號: 202010421063.X
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111584861B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 蘇夏;楊紅新;高旭;王代興;周亞林;羅必圣;馬銳
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發明提供了一種無鈷體系、正極漿料及其勻漿方法和應用，所述無鈷體系包括無鈷材料、粘結劑、導電劑以及pH調節劑；正極漿料包括膠液以及分散在膠液中的正極材料；該正極漿料在靜置后具有較大的粘度反彈系數，同時能夠提高無鈷材料涂布面密度的穩定性，從而有效保證電池的品質。

技術領域

本發明屬于電池領域，涉及一種無鈷體系、正極漿料及其勻漿方法和應用。

背景技術

隨著傳統能源的枯竭以及環境問題的日益突出，鋰離子電池作為新型清潔能源的發展方向越來越受到大家的重視，不斷地致力于開發研究更加實用高效的鋰離子電池。

與其它電池相比，鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、開路電壓高、無記憶效應、安全無污染等優點。經過二十多年的飛速發展，鋰離子電池廣泛地應用于筆記本電腦、移動電話、數碼相機、儲能等領域。近年來，隨著人們環境保護意識的加強，汽車尾氣所帶來的環境污染和全球氣候變暖現象已經引起了廣泛的關注，為了根治汽車尾氣對環境污染和全球氣候變暖現象以及緩解石油資源日益減少帶來的能源危機，節能環保的電動汽車的研究、開發和產業化成為全世界關注的問題。和其他移動設備相比，電動汽車對電池的循環壽命、電池一致性以及大電流放電能力等性能提出更高的要求。

勻漿是鋰電行業中鋰電池制作的一個重要工步，漿料的好壞決定著后期涂布及最終電池性能的好壞。目前鋰離子電池的正極漿料勻漿工藝有兩種，第一種俗稱濕法工藝，首先將溶劑與粘結劑進行攪拌，再加入導電劑攪拌，然后再加入活性物質攪拌，制備成正極漿料。此工藝制備時間非常長，嚴重影響生產效率，且漿料固含量較低，易造成了漿料的穩定性不好，漿料放置一段時間后容易分層，第二種俗稱干法工藝，首先將粘結劑、導電劑、活性物質一起放入勻漿攪拌機內進行干混攪拌，然后再加入溶劑進行攪拌，制備成正極漿料，此工藝由于粘結劑在干混后加入溶劑攪拌不易溶解，導致漿料分散困難，分散效果差，影響漿料的均勻性。

目前無鈷材料還屬于新型材料，沒有一種合適的體系及勻漿工藝與之相對應，若根據已有的三元材料體系及勻漿工藝進行，制作出的漿料靜置后粘度變化大，不利于后續的應用。

因此，提供一種適用于無鈷體系的勻漿工藝非常有必要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種無鈷體系、正極漿料及其勻漿方法和應用，該無鈷體系可以降低漿料靜置后粘度的反彈程度，達到與三元811單晶相同的程度，同時可以提高無鈷材料的涂布面密度穩定性，達到與三元材料相同的水平，從而保證電池的品質。

本發明的目的之一在于提供一種無鈷體系，所述無鈷體系包括無鈷材料、粘結劑、導電劑以及pH調節劑。

本發明中，該無鈷體系可以降低漿料靜置后粘度的反彈程度，達到與三元811單晶相同的程度，同時可以提高無鈷材料的涂布面密度穩定性，達到與三元材料相同的水平。

本發明中，通過無鈷材料、粘結劑、導電劑和pH調節劑的配合使用，使得無鈷體系用于漿料中具有較好的分散性以及較短的溶脹時間。

在本發明中，所述無鈷材料為Li_xNi_yMn_zO₂，其中x為1-1.1(例如1、1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.06、1.07、1.08、1.09、1.1等)，y為0.5-0.8(例如0.5、0.52、0.55、0.58、0.6、0.62、0.65、0.68、0.7、0.72、0.75、0.78、0.8等)，z為0.2-0.5(例如0.2、0.22、0.25、0.28、0.3、0.32、0.35、0.37、0.4、0.42、0.45、0.48、0.5等)，y+z＝1。