[發明專利]一種高鎳三元材料的制漿方法

在審

• 申請號: 202011337522.2
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112467066A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 高劍;湯爭耀;王銘;韓洪川;譚鐵寧
• 申請（專利權）人: 四川虹微技術有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 胡慧東

本發明公開了一種高鎳三元材料的制漿方法，在高鎳三元主粉投料之前，從高速攪拌分散罐底部通入CO₂氣體，使得罐體、膠與導電劑的混合液中充滿CO₂氣體。在攪拌和分散漿料時，仍不停的通入CO₂氣體，CO₂與高鎳三元材料表面的LiOH反應生成弱堿性的Li₂CO₃。該方法制備的漿料具有很好的流動性，且制成電芯后，具有良好的防過充性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種高鎳三元材料的制漿方法。

背景技術

鋰離子電池具有高能量密度和長壽命，因此是電動汽車和其它電動工具的理想能量來源。在層狀過渡金屬氧化物正極材料中，鎳鈷錳酸鋰(NCM)或者鎳鈷鋁酸鋰(NCA)具有較高的比容量，因此吸引了眾多人的研究。

隨著人們對鋰離子電池續航要求的提高，需要開發具有更高比容量的正極材料。因此，近年來高鎳三元正極材料受到廣泛關注。相對低鎳三元正極材料，高鎳三元正極材料具有更高的鎳含量，從而具有更高的比容量。然而，鎳含量的提高在有效提升比容量的同時也帶來了許多弊端，例如高鎳三元材料表面會有較多的LiOH，易與粘結劑PVDF反應，使粘結劑PVDF失去活性，導致材料制漿料時粘度升高，甚至出現凝膠現象，不具備涂布性能。因此，為了使得高鎳三元材料漿料具有較好的流變性能，大多數的行業從業者從控制原材料的LiOH入手，采用離子摻雜、包覆、水洗的方式來減少殘堿；或采用控制制漿時的溫濕度來改善漿料的性能。但上述方式均增加了其制漿的復雜性和成本。

發明內容

本發明的目的在于改善高鎳三元材料制漿時粘度過高的問題，并改善電池的過充性能，為了解決上述技術問題，本發明提供了一種高鎳三元材料的制漿方法，采用該方法制備的漿料具有良好的流動性，且制成電芯后具有良好的防過充性能。

為了達到上述技術效果，本發明提供了如下技術方案：

一種高鎳三元材料的制漿方法，包括以下步驟：

(1)將粘結劑溶解在NMP溶劑中，攪拌分散制成黏膠溶液；

(2)向黏膠溶液中加入碳管導電漿料，使用高速攪拌分散罐攪拌混合；

(3)向高速攪拌分散罐通入CO₂氣體，使得罐體、膠與導電劑的混合液中充滿CO₂氣體；

(4)將高鎳三元材料加入到上述高速攪拌分散罐中，持續通入CO₂，并高速攪拌分散得到漿料。

進一步的技術方案為，所述粘結劑為PVDF或PVDF共聚物，所述粘合劑具有800000～1500000的數均分子量。

進一步的技術方案為，所述黏膠溶液中粘結劑的質量分數為0.9％～2％。

進一步的技術方案為，所述漿料中碳管導電漿料的質量分數為3％～10％，所述導電漿料中導電劑的質量分數為3％～10％。

進一步的技術方案為，所述高鎳三元材料為鎳含量在80％以上的三元材料。

進一步的技術方案為，所述高鎳三元材料選自NCA、NCM811或無鈷高鎳正極材料。

更優選的，所述高鎳三元材料選自NCA或NCM811。

進一步的技術方案為，所述高速攪拌分散罐為雙行星攪拌機，雙螺桿式攪拌機，犁式攪拌機中的任意一種。

進一步的技術方案為，所述高速攪拌分散罐底部有氣體進料口，在高鎳三元材料加入前和攪拌分散漿料時持續通入CO₂氣體。

進一步的技術方案為，所述CO₂氣體純度大于99.9％。