[發(fā)明專利]一種鋰離子電池正極材料的粘結(jié)劑配方及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111574191.9
• 申請(qǐng)日: 2021-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114243020A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國(guó)壯;李枚珊;鄧?guó)櫲A;覃少懷;許欣凡;寧艷婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西卓能新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M4/139
• 代理公司: 北京卓嵐智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

本發(fā)明提供一種鋰離子電池正極材料的粘結(jié)劑配方及其制備方法，屬于電池正極材料領(lǐng)域，由鎳鈷鋁酸鋰/鎳鈷錳酸鋰35?75％、錳酸鋰21?63.5％、石墨烯0?0.5％、科琴黑0.5?1.5％和復(fù)合膠1?2％組成。復(fù)合膠由CMC0.3?0.6％、共聚丁苯乳膠0.5?0.8％和親水改性的聚偏氟乙烯0.2?0.6％組成。本發(fā)明鋰離子電池的正極材料制漿減少了使用NMP作為溶劑的安全風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境污染問(wèn)題，每個(gè)電池節(jié)省0.03元的成本，并且能夠提升生產(chǎn)效率15％以上，節(jié)省電費(fèi)能耗減少35％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池正極材料的粘結(jié)劑配方及其制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的正極材料加工使用油性NMP作為溶劑的粘結(jié)劑PVDF,過(guò)程中有部分NMP揮發(fā)到空氣中有一定污染，且NMP易燃易爆炸，有使用安全風(fēng)險(xiǎn)，且因?yàn)閲?guó)家對(duì)環(huán)保的要求價(jià)格達(dá)到50元以上每公斤，三元材料對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的濕度要求高，易出現(xiàn)吸水后漿料變稠，導(dǎo)致涂布面密度不穩(wěn)定，生產(chǎn)的產(chǎn)品合格率低90％。因此，需要設(shè)計(jì)出一種安全性高，使用成本低的正極材料，更好的適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋰離子電池正極材料的粘結(jié)劑配方及其制備方法，解決現(xiàn)有溶劑N甲基吡咯烷酮(NMP)使用過(guò)程中有使用安全及污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，且使用成本高，能量耗損大的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種鋰離子電池正極材料的粘結(jié)劑配方，由鎳鈷鋁酸鋰/鎳鈷錳酸鋰35-75％、錳酸鋰21-63.5％、石墨烯0-0.5％、科琴黑0.5-1.5％和復(fù)合膠1-2％組成。

進(jìn)一步地，復(fù)合膠由CMC0.3-0.6％、共聚丁苯乳膠0.5-0.8％和親水改性的聚偏氟乙烯0.2-0.6％組成。

一種鋰離子電池正極材料的粘結(jié)劑配方，由磷酸鐵鋰95-97.5％、石墨烯0-0.5％、科琴黑0.5-1.5％和復(fù)合膠2-3％組成。

進(jìn)一步地，復(fù)合膠由CMC0.3-1％、共聚丁苯乳膠1-2％和親水改性的聚偏氟乙烯0.2-1％。

一種鋰離子電池正極制備方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1：將上述兩個(gè)配方中的一個(gè)放入雙星行打漿機(jī)中，打制成漿料，再用高速分散機(jī)進(jìn)行分散，用噴涂設(shè)備按照150-230g/㎡的面密度涂覆在10-16μm厚的鋁箔上，烘干制成極片，然后按照活性物3.3-3.8g/mm³的壓實(shí)密度進(jìn)行滾壓制成密實(shí)的極片；

步驟2：將正負(fù)極片分別按照要求組裝好，制作成電芯，放入真空烤箱，通過(guò)抽真空，充氮?dú)猓銣睾銐汉婵荆瑢㈦娦局兴莺繙p少≤200PPM；

步驟3：在環(huán)境溫度20-25℃，露點(diǎn)≦-38℃的條件下，將電芯包裝后注入電解液；

步驟4：再將電芯在溫度35-45℃的環(huán)境下老化36H后，放到到化成柜上進(jìn)行化成，結(jié)束后，將電芯先在溫度40±5℃的環(huán)境下老化五天，然后對(duì)電芯進(jìn)行電壓內(nèi)阻篩選，合格的電芯分容單充電壓控制在3.6-3.9V，在溫度40±5℃的環(huán)境下老化五天，活化過(guò)程中包好PET，然后通過(guò)配組機(jī)篩選電芯成不同電壓內(nèi)阻檔次，將合格的電芯分容，最后將容量合格的電芯進(jìn)行FQC外觀全檢，合格后的電芯按照容量40mAh,電壓3mV，內(nèi)阻2mΩ配好組，OQC全檢合格后出貨。

進(jìn)一步地，所述步驟1中，雙星行打漿機(jī)自轉(zhuǎn)48轉(zhuǎn)/min，公轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)/min,打制3h制成漿料，高速分散機(jī)3500±500轉(zhuǎn)/min，進(jìn)行分散粘度達(dá)到8000±2000mPa.s，烘干制成極片的含水量≤0.5％。

進(jìn)一步地，所述步驟2中，烘烤的溫度為85±10℃，壓強(qiáng)為-40至-100MPa，烘烤時(shí)間分三步循環(huán)16H，第一步抽真空，第二部充氮?dú)猓谌考訜幔ㄟ^(guò)循環(huán)烘烤實(shí)現(xiàn)電芯含水量降到300PPM以下。