[發明專利]一種鋰離子電池正極漿料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010631246.4
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN112582612B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 張應;馬可;劉勇;張寶華;孫光忠
• 申請（專利權）人: 駱駝集團新能源電池有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525;H01M4/04
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產權事務所 42218
• 代理人: 楊悅

一種鋰離子電池正極漿料及其制備方法，包括以下原料組分及重量百分比：正極活性物質55?65％、粘結劑1?3％、導電劑1?3％、溶劑35?45％；所述粘接劑為兩款PVDF粘結劑的混合物增加極片粘接力，CNT與導電炭黑共同作為導電劑。該漿料制備方法采用夾心式方法，將導電劑、粘結劑放在正極活性物質中間，進行干混；先加入CNT導電劑漿料得到初級漿料；然后加入溶劑得到高固含量漿料，最后加溶劑得到所需漿料，制備過程中每步嚴格控制攪拌速度（包含公轉和自轉線速度）、真空度、攪拌溫度；得到的漿料具有分散性好、穩定性佳、無凝膠現象；同時漿料固含量高，(NMP)用量降低，既節約的成本又減少了對環境污染。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，具體涉及一種鋰離子電池正極漿料及其制備方法。

背景技術

目前商品化鋰離子電池體系來說，限制性能的因素主要來源于導電性能，但磷酸鐵鋰正極材料的導電性能不足直接限制了電化學反應的活性，需要加入適宜的導電劑提升材料的導電性，構建導電網絡，為電子傳輸提供快速通道，保證活性物質得到充分利用。碳納米管優良的導電性和較大的長徑決定了其很適合用作鋰離子電極材料導電劑。由于碳納米管一方面有良好的導電性能，另一方面在結構上屬于納米級一維材料，長徑比一般都在103以上，相互之間更容易搭接、形成導電網絡。碳納米應用于磷酸鐵鋰動力電池制作，可以彌補磷酸鐵鋰材料的缺陷。傳統的方法是將炭黑作為活性物質，但炭黑和活性物質間為點點接觸，可以滲入活性物質的顆粒間，增加活性物質的利用率，但是卻難以使活性物質被完全覆蓋，即使繼續增加石墨烯的添加量也難以完全利用活性物質，還會造成Li離子擴散困難，使電極性能下降。導電炭黑和碳納米管同時使用，可形成點與點，點與線的接觸，可以在活性物質間穿插形成網狀結構，不僅增加導電性，同時還可以充當部分黏結劑的作用，所以這兩者有著良好的互補趨勢，將炭黑與碳納米管混合構建一個更完善的導電網絡，可以進一步提升電池的綜合性能。在碳納米管和導電炭黑同時使用時，在制備漿料過程中，一方面容易出現碳納米管團聚，不能均勻分布在活性物質中，無法實現點與點，點與線接觸構建的導電網絡，影響電芯性能；另外一方面容易出現漿料穩定性較差，漿料粘度變化大，影響涂布效果，進而影響電芯性能。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種鋰離子電池正極漿料的制備方法，通過改變材料加料順序、攪拌時間、控制攪拌速度優化漿料制備工藝，改善漿料分散情況，得到高固含且分散均勻、穩定的漿料。

本發明的目的還在于提供了上述制備方法生產的鋰離子電池正極漿料，所述鋰離子電池正極漿料具有分散性好、穩定性佳、無凝膠現象等優點；同時本發明的鋰離子電池正極漿料固含量高，N-甲基吡咯烷酮(NMP)用量降低，既節約的成本又減少了對環境污染，彌補了磷酸鐵鋰材料電子導電率低的缺陷。

本發明提供的一種鋰離子電池正極漿料，包括以下原料組分及重量百分比：正極活性物質55-65％、粘結劑1-3％、導電劑1-3％、溶劑35-45％；

所述正極活性物質為磷酸鐵鋰材料；

所述粘結劑為聚偏氟乙烯，粘結劑為兩種PVDF的混合物；

所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮（縮寫NMP）；

所述導電劑為CNT導電劑（碳納米管）與SP導電劑（導電碳黑）的混合物，質量比1:2-2:1；

所述正極漿料的粘度為8000-12000mPa.s。

所述粘結劑為電池粘結劑HSV900和 電池粘結劑solef5130的混合物，電池粘結劑HSV900: 電池粘結劑solef5130，質量比為2:1-4:1。

一種鋰離子電池正極漿料的制備方法，包括以下步驟：

(a)將總量1/2的正極活性物質、粘結劑、SP導電劑、余下的1/2的正極活性物質按照順序依次加入攪拌罐中，高速分散，攪拌機在公轉15-30rPm，自轉線速度2-5m/s下攪拌0.5-1h得到混合物A；