[發明專利]一種用于改善鋰離子三元正極電漿料團聚的方法

在審

• 申請號: 202110738598.4
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113488652A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 蔡霈文;黃昌玥;沈志鴻;邱苾華
• 申請（專利權）人: 昆山興能能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/1391;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 劉妍妍

本發明屬于鋰離子電池領域，在鋰離子高鎳三元正極材料制漿時所使用之高分子共聚物(Copolymer)作為黏著劑。將高分子共聚物于N?甲基吡咯烷酮中分散后，再依次添加導電碳黑類導電劑、奈米碳管類導電劑與高鎳三元正極材料并進行攪拌，得到正極電漿料；將正極電漿料于鋁箔上涂布后，于真空烘箱烘烤，得到正極極板；所述高分子共聚物為聚偏二氟乙烯均聚物。使用上面所述的高分子共聚物能有效改善高鎳三元正極材料于正極制漿時，漿料不會生成果凍狀，能順利涂布。并且不會增加漿料黏結力，因此不會增加極板的脆性，不容易使正極極板于輾壓、分切與卷繞時造成極板斷裂影響生產。

技術領域

本專利屬于鋰離子電池領域，尤其涉及一種用于改善鋰離子三元正極電漿料團聚的方法。

背景技術

為提升鋰離子電池的體積能量密度，最簡易的做法即是更換鋰離子電池的正極材料。鋰離子電池正極材料主要影響鋰離子電池的能量密度、循環壽命、高溫儲存性能等，是鋰離子電池中最重要的材料。高鎳三元正極材料(其化學式為LiNi_xCo_yM_zO₂，其中0X1，0Y1，0Z1。M可為Mn或是Al(若為M＝Mn，則為NMC，若M＝Al，則為NCA))不僅具有高能量密度、熱穩定性佳、成本低與安全性高等特點，已為目前應用于高能量密度的正極材料。黏著劑之功用則為將電池漿料中各種不同大小形狀的顆粒所黏合在一起，為鋰離子電池中重要的成分。而一般正極材料使用之黏著劑為聚偏二氟乙烯均聚物(Polyvinylidene difluorideHomopolymer)。然而對于高鎳三元正極材料(如NMC622、NMC811或NCA)，當暴露于空氣中時，此時顆粒表面會發生自發反應，表面所殘留之鎳三價(Ni³⁺)會轉變為鎳二價(Ni²⁺)，釋放出氧離子(O^2-)，而氧離子(O^2-)會吸收空氣中的二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)產生氫氧化鋰(LiOH)與碳酸鋰(Li₂CO₃)，其反應式如下所式:

過多的堿性物質會導致漿料的PH值過高，此時材料表面的堿性物質會攻擊聚偏二氟乙烯均聚物的C-F與C-H鍵，使得聚偏二氟乙烯均聚物發生雙分子消去反應，會在分子鏈上形成一部分的碳碳雙鍵，此時黏度會增加，最后造成漿料果凍化，無法涂布。此外，當漿料黏結力增加易會使得正極極板脆性增加，容易使正極極板于輾壓、分切與卷繞時造成極板斷裂影響生產。

發明內容

本發明提出一種用于改善鋰離子三元正極電漿料團聚的方法，所述方法在鋰離子電池高鎳三元正極材料制漿時所使用之高分子共聚物作為黏著劑，漿料不會生成果凍狀，能順利涂布。并且不會增加漿料黏結力，因此不會增加極板的脆性，不容易使正極極板于輾壓、分切與卷繞時造成極板斷裂影響生產。

一種用于改善鋰離子三元正極電漿料團聚的方法，將高分子共聚物于N-甲基吡咯烷酮中分散后，再依次添加導電碳黑類導電劑、奈米碳管類導電劑與高鎳三元正極材料并進行攪拌，得到正極電漿料；將正極電漿料于鋁箔上涂布后，于真空烘箱烘烤，得到正極極板；所述高分子共聚物為聚偏二氟乙烯均聚物。

進一步的，所述高分子共聚物為C-F與C-H鍵所組成的均聚物上，再添加一種C-X鍵之高分子。

進一步的，導電碳黑類導電劑、奈米碳管類導電劑與高鎳三元正極材料每種物質添加間隔時間均為2小時。

進一步的，將正極電漿料于鋁箔上涂布后，于真空烘箱內80℃進行烘烤10小時，得到正極極板。

進一步的，所述高分子共聚物與NMP的質量比為5:95。

進一步的，所述分散步驟為：將所述高分子共聚物添加入NMP中，并于49℃溫度下加熱一小時。