一種鋰離子電池正極漿料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋰離子電池正極漿料的制備方法，包括以下步驟：將聚偏氟乙烯與部分N?甲基吡咯烷酮混合，攪拌至聚偏氟乙烯完全溶解，得膠液；將正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑加入上述制備的膠液中，低速混合攪拌，得初級(jí)漿料；將初級(jí)漿料用剩余N?甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)粘度至6000?10000mPas，抽真空攪拌，過80目篩，得鋰離子電池正極漿料。本發(fā)明選用聚偏氟乙烯作為粘結(jié)劑，有利于導(dǎo)電石墨與超導(dǎo)炭黑均勻覆蓋在正極活性物質(zhì)表面，降低正極材料的表面活性，抑制電解液的氧化分解；將本發(fā)明制備的正極漿料用于鋰離子電池后，提高了電池的倍率和循環(huán)性能。
【專利說明】一種鋰離子電池正極漿料的制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電極漿料領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池正極漿料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液等組成，正極材料的性能直接影響鋰離子電池的各項(xiàng)性能指標(biāo)。正極是鋰離子電池最重要的組成部分，決定了電池的核心電化學(xué)性能。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的鋰電池正極材料種類繁多，如:高溫型材料、高壓實(shí)型材料、高電壓型材料、倍率型材料等，可以根據(jù)特殊要求開發(fā)不同的材料以滿足需要。就電池倍率性能而言，選擇高倍率性能的材料固然重要，但分散均勻，高穩(wěn)定性，高率導(dǎo)電、導(dǎo)熱的正極漿料也能夠提高電池的倍率性能。而正極漿料的制備又是電池制作的重要環(huán)節(jié)，對(duì)鋰離子電池的一致性起到重要作用。
[0004]目前，大多數(shù)鋰離子電池生產(chǎn)廠家存在鋰離子電池正極漿料分散不均勻，極片加工性能差等弊端，通常采用延長攪拌時(shí)間，加快攪拌速度，粉料分批加入，干粉攪拌等辦法提高材料的分散效果和加工性能，但效果不明顯甚至有些高速長時(shí)間攪拌造成膠體瞬間高溫變質(zhì)，降低膠體粘性，影響漿料的加工性能，同時(shí)現(xiàn)有技術(shù)正極漿料制成鋰離子電池的循環(huán)性能差，大大減少了鋰離子電池的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種鋰離子電池正極漿料的制備方法。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種鋰離子電池正極漿料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
(1)將聚偏氟乙烯與部分N-甲基吡咯烷酮混合，攪拌至聚偏氟乙烯完全溶解，得膠液，聚偏氟乙烯與N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為1:12-13；
(2)將正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑加入步驟(I)制備的膠液中，低速混合攪拌，得初級(jí)漿料，正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑的質(zhì)量比為180-190:7.6-8.2;
(3)將初級(jí)漿料用剩余N-甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)粘度至6000-10000mPas，抽真空攪拌，過80目篩，得鋰離子電池正極漿料。
[0007]所述步驟(I)攪拌速度為2000-6000r/min，攪拌時(shí)間l-4h。
[0008]所述步驟(I )N_甲基吡咯烷酮的加入量為N-甲基吡咯烷酮總質(zhì)量的50%。
[0009]所述步驟(2)導(dǎo)電劑為導(dǎo)電石墨與超導(dǎo)炭黑的混合物，導(dǎo)電石墨與超導(dǎo)炭黑的質(zhì)量比為1:7，攪拌速度為600-100(^/1^11，攪拌時(shí)間為5-201^11。
[0010]所述步驟(3)攪拌速度2000-6000r/min，攪拌l-4h。
[0011 ] 所述正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰、磷酸錳鋰中的一種。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明選用聚偏氟乙烯作為粘結(jié)劑，有利于導(dǎo)電石墨與超導(dǎo)炭黑均勻覆蓋在正極活性物質(zhì)表面，降低正極材料的表面活性，抑制電解液的氧化分解;將本發(fā)明制備的正極漿料用于鋰離子電池后在IC條件下充放循環(huán)1000周，容量保持率為90%以上，提高了鋰離子電池的倍率和循環(huán)性能。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1在IC條件下充放循環(huán)1000周的容量圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明實(shí)施例公開了一種鋰離子電池正極漿料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將聚偏氟乙烯與部分N-甲基吡咯烷酮混合，攪拌至聚偏氟乙烯完全溶解，得膠液，聚偏氟乙烯與N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為1:12-13；
(2)將正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑加入步驟(I)制備的膠液中，低速混合攪拌，得初級(jí)漿料，正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑的質(zhì)量比為180-190:7.6-8.2;
(3)將初級(jí)漿料用剩余N-甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)粘度至6000-10000mPas，抽真空攪拌，過80目篩，得鋰離子電池正極漿料。
[0015]在本發(fā)明中，導(dǎo)電劑為導(dǎo)電石墨與超導(dǎo)炭黑的混合物，導(dǎo)電石墨與超導(dǎo)炭黑的質(zhì)量比為1:7，正極活性物粉體沒有特殊限制，優(yōu)選為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰、磷酸錳鋰。
[0016]本發(fā)明所用正極活性物質(zhì)、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、導(dǎo)電石墨與超導(dǎo)炭黑均通過購買得到，且不同廠家生產(chǎn)的不同型號(hào)的上述物質(zhì)對(duì)本發(fā)明實(shí)質(zhì)不產(chǎn)生影響。
[0017]將得到的正極漿料制備成鋰離子電池，對(duì)鋰離子電池的循環(huán)性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，循環(huán)性能比常規(guī)方法得到的正極漿料制備的鋰離子電池好。
[0018]實(shí)施例1
正極活性物質(zhì)選定磷酸鐵鋰，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，攪拌設(shè)備為行星式攪拌設(shè)備。
[0019]稱取1g聚偏氟乙烯、122gN_甲基吡咯烷酮混合，攪拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公轉(zhuǎn)25r/min，自轉(zhuǎn)3500r/min高速分散4h，得膠液。
[0020]稱取ISlg磷酸鐵鋰、Ig導(dǎo)電劑、7g超導(dǎo)石墨加入上述制備的膠液中，低速混合攪拌，公轉(zhuǎn)30r/min，自轉(zhuǎn)800r/min低速分散lOmin，得初級(jí)楽料。
[0021 ] 將初級(jí)漿料用122gN-甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)粘度至6000-10000mPas，抽真空攪拌，公轉(zhuǎn)30r/min，自轉(zhuǎn)4000r/min高速分散3h，過80目篩，得鋰離子電池正極楽料。
[0022]實(shí)施例2
正極活性物質(zhì)選定鎳酸鋰，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，攪拌設(shè)備為行星式攪拌設(shè)備。
[0023]稱取1g聚偏氟乙烯、129gN_甲基吡咯烷酮混合，攪拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公轉(zhuǎn)40r/min，自轉(zhuǎn)5000r/min高速分散3h，得膠液。
[0024]稱取185g鎳酸鋰、Ig導(dǎo)電劑、7g超導(dǎo)石墨加入上述制備的膠液中，低速混合攪拌，公轉(zhuǎn)40r/min，自轉(zhuǎn)900r/min低速分散20min，得初級(jí)楽料。
[0025]將初級(jí)漿料用129gN_甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)粘度至6000-10000mPas，抽真空攪拌，公轉(zhuǎn)50r/min，自轉(zhuǎn)4500r/min高速分散4h，過80目篩，得鋰離子電池正極楽料。
[0026]實(shí)施例3
正極活性物質(zhì)選定鈷酸鋰，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，攪拌設(shè)備為行星式攪拌設(shè)備。
[0027]稱取1g聚偏氟乙烯、127gN_甲基吡咯烷酮混合，攪拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公轉(zhuǎn)60r/min，自轉(zhuǎn)4500r/min高速分散2h，得膠液。
[0028]稱取186g鈷酸鋰、0.95g導(dǎo)電劑、6.65g超導(dǎo)石墨加入上述制備的膠液中，低速混合攪拌，公轉(zhuǎn)201'/111；[11，自轉(zhuǎn)10001'/111；[11低速分散15111；[11，得初級(jí)楽料。
[0029]將初級(jí)漿料用127gN_甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)粘度至6000-10000mPas，抽真空攪拌，公轉(zhuǎn)20r/min，自轉(zhuǎn)3000r/min高速分散3.5h，過80目篩，得鋰離子電池正極楽料。
[0030]實(shí)施例4
正極活性物質(zhì)選定磷酸鐵鋰，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，攪拌設(shè)備為行星式攪拌設(shè)備。
[0031]稱取1g聚偏氟乙烯、128gN_甲基吡咯烷酮混合，攪拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公轉(zhuǎn)35r/min，自轉(zhuǎn)4000r/min高速分散1.5h，得膠液。
[0032]稱取ISOg磷酸鐵鋰、Ig導(dǎo)電劑、7g超導(dǎo)石墨加入上述制備的膠液中，低速混合攪拌，公轉(zhuǎn)30r/min，自轉(zhuǎn)600r/min低速分散12min，得初級(jí)楽料。
[0033]將初級(jí)漿料用128gN_甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)粘度至6000-10000mPas，抽真空攪拌，公轉(zhuǎn)40r/min，自轉(zhuǎn)5500r/min高速分散lh，過80目篩，得鋰離子電池正極楽料。
[0034]實(shí)施例5
正極活性物質(zhì)選定鈷酸鋰，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，攪拌設(shè)備為行星式攪拌設(shè)備。
[0035]稱取1g聚偏氟乙烯、130gN_甲基吡咯烷酮混合，攪拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公轉(zhuǎn)25r/min，自轉(zhuǎn)6000r/min高速分散3h，得膠液。
[0036]稱取188g鈷酸鋰、1.025g導(dǎo)電劑、7.175g超導(dǎo)石墨加入上述制備的膠液中，低速混合攪拌，公轉(zhuǎn)35r/min，自轉(zhuǎn)700r/min低速分散20min，得初級(jí)楽料。
[0037]將初級(jí)漿料用130gN_甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)粘度至6000-10000mPas，抽真空攪拌，公轉(zhuǎn)40r/min，自轉(zhuǎn)5000r/min高速分散3.5h，過80目篩，得鋰離子電池正極楽料。
[0038]實(shí)施例6
正極活性物質(zhì)選定磷酸錳鋰，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，攪拌設(shè)備為行星式攪拌設(shè)備。
[0039]稱取1g聚偏氟乙烯、125gN_甲基吡咯烷酮混合，攪拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公轉(zhuǎn)30r/min，自轉(zhuǎn)5000r/min高速分散4h，得膠液。
[0040]稱取190g磷酸錳鋰、Ig導(dǎo)電劑、7g超導(dǎo)石墨加入上述制備的膠液中，低速混合攪拌，公轉(zhuǎn)20r/min，自轉(zhuǎn)900r/min低速分散lOmin，得初級(jí)楽料。
[0041 ] 將初級(jí)漿料用125gN-甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)粘度至6000-10000mPas，抽真空攪拌，公轉(zhuǎn)50r/min，自轉(zhuǎn)2000r/min高速分散4h，過80目篩，得鋰離子電池正極楽料。
[0042]圖1為為本發(fā)明實(shí)施例1在IC條件下充放循環(huán)1000周的容量圖。首次容量為1315511^11，1(:條件下充放循環(huán)1000周后剩余1210711^11，容量保持率為92.03%。
[0043]以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰離子電池正極漿料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)將聚偏氟乙烯與部分N-甲基吡咯烷酮混合，攪拌至聚偏氟乙烯完全溶解，得膠液，聚偏氟乙烯與N-甲基吡咯烷酮的質(zhì)量比為1:12-13； (2)將正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑加入步驟(I)制備的膠液中，低速混合攪拌，得初級(jí)漿料，正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑的質(zhì)量比為180-190:7.6-8.2; (3)將初級(jí)漿料用剩余N-甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)粘度至6000-10000mPas，抽真空攪拌，過80目篩，得鋰離子電池正極漿料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正極漿料的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)攪拌速度為2000-6000r/min，攪拌時(shí)間I _4h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正極漿料的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)N-甲基吡咯烷酮的加入量為N-甲基吡咯烷酮總質(zhì)量的50%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正極漿料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)導(dǎo)電劑為導(dǎo)電石墨與超導(dǎo)炭黑的混合物，導(dǎo)電石墨與超導(dǎo)炭黑的質(zhì)量比為1:7，攪拌速度為600-1000r/min，攪拌時(shí)間為 5-20min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正極漿料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)攪拌速度 2000-6000r/min，攪拌 l-4h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正極漿料的制備方法，其特征在于，所述正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰、磷酸錳鋰中的一種。
【文檔編號(hào)】H01M4/62GK105932273SQ201610361863
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月29日
【發(fā)明人】張俊, 宮璐, 陶靜, 吳洋洋
【申請(qǐng)人】合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司