一种锂离子电池正极浆料的制备方法
【专利摘要】本发明公开一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下步骤：将聚偏氟乙烯与部分N?甲基吡咯烷酮混合，搅拌至聚偏氟乙烯完全溶解，得胶液；将正极活性物质与导电剂加入上述制备的胶液中，低速混合搅拌，得初级浆料；将初级浆料用剩余N?甲基吡咯烷酮调节粘度至6000?10000mPas，抽真空搅拌，过80目筛，得锂离子电池正极浆料。本发明选用聚偏氟乙烯作为粘结剂，有利于导电石墨与超导炭黑均匀覆盖在正极活性物质表面，降低正极材料的表面活性，抑制电解液的氧化分解；将本发明制备的正极浆料用于锂离子电池后，提高了电池的倍率和循环性能。
【专利说明】一种锂离子电池正极浆料的制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及电极浆料领域，特别涉及一种锂离子电池正极浆料的制备方法。
【背景技术】
[0003]锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等组成，正极材料的性能直接影响锂离子电池的各项性能指标。正极是锂离子电池最重要的组成部分，决定了电池的核心电化学性能。实现产业化的锂电池正极材料种类繁多，如:高温型材料、高压实型材料、高电压型材料、倍率型材料等，可以根据特殊要求开发不同的材料以满足需要。就电池倍率性能而言，选择高倍率性能的材料固然重要，但分散均匀，高稳定性，高率导电、导热的正极浆料也能够提高电池的倍率性能。而正极浆料的制备又是电池制作的重要环节，对锂离子电池的一致性起到重要作用。
[0004]目前，大多数锂离子电池生产厂家存在锂离子电池正极浆料分散不均匀，极片加工性能差等弊端，通常采用延长搅拌时间，加快搅拌速度，粉料分批加入，干粉搅拌等办法提高材料的分散效果和加工性能，但效果不明显甚至有些高速长时间搅拌造成胶体瞬间高温变质，降低胶体粘性，影响浆料的加工性能，同时现有技术正极浆料制成锂离子电池的循环性能差，大大减少了锂离子电池的使用寿命。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明提出一种锂离子电池正极浆料的制备方法。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
(1)将聚偏氟乙烯与部分N-甲基吡咯烷酮混合，搅拌至聚偏氟乙烯完全溶解，得胶液，聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:12-13；
(2)将正极活性物质与导电剂加入步骤(I)制备的胶液中，低速混合搅拌，得初级浆料，正极活性物质与导电剂的质量比为180-190:7.6-8.2;
(3)将初级浆料用剩余N-甲基吡咯烷酮调节粘度至6000-10000mPas，抽真空搅拌，过80目筛，得锂离子电池正极浆料。
[0007]所述步骤(I)搅拌速度为2000-6000r/min，搅拌时间l-4h。
[0008]所述步骤(I )N_甲基吡咯烷酮的加入量为N-甲基吡咯烷酮总质量的50%。
[0009]所述步骤(2)导电剂为导电石墨与超导炭黑的混合物，导电石墨与超导炭黑的质量比为1:7，搅拌速度为600-100(^/1^11，搅拌时间为5-201^11。
[0010]所述步骤(3)搅拌速度2000-6000r/min，搅拌l-4h。
[0011 ] 所述正极活性物质为磷酸铁锂、钴酸锂、镍酸锂、磷酸锰锂中的一种。
[0012]本发明的有益效果:本发明选用聚偏氟乙烯作为粘结剂，有利于导电石墨与超导炭黑均匀覆盖在正极活性物质表面，降低正极材料的表面活性，抑制电解液的氧化分解;将本发明制备的正极浆料用于锂离子电池后在IC条件下充放循环1000周，容量保持率为90%以上，提高了锂离子电池的倍率和循环性能。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例1在IC条件下充放循环1000周的容量图。
【具体实施方式】
[0014]本发明实施例公开了一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将聚偏氟乙烯与部分N-甲基吡咯烷酮混合，搅拌至聚偏氟乙烯完全溶解，得胶液，聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:12-13；
(2)将正极活性物质与导电剂加入步骤(I)制备的胶液中，低速混合搅拌，得初级浆料，正极活性物质与导电剂的质量比为180-190:7.6-8.2;
(3)将初级浆料用剩余N-甲基吡咯烷酮调节粘度至6000-10000mPas，抽真空搅拌，过80目筛，得锂离子电池正极浆料。
[0015]在本发明中，导电剂为导电石墨与超导炭黑的混合物，导电石墨与超导炭黑的质量比为1:7，正极活性物粉体没有特殊限制，优选为磷酸铁锂、钴酸锂、镍酸锂、磷酸锰锂。
[0016]本发明所用正极活性物质、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮、导电石墨与超导炭黑均通过购买得到，且不同厂家生产的不同型号的上述物质对本发明实质不产生影响。
[0017]将得到的正极浆料制备成锂离子电池，对锂离子电池的循环性能进行测试，结果表明，循环性能比常规方法得到的正极浆料制备的锂离子电池好。
[0018]实施例1
正极活性物质选定磷酸铁锂，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，搅拌设备为行星式搅拌设备。
[0019]称取1g聚偏氟乙烯、122gN_甲基吡咯烷酮混合，搅拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公转25r/min，自转3500r/min高速分散4h，得胶液。
[0020]称取ISlg磷酸铁锂、Ig导电剂、7g超导石墨加入上述制备的胶液中，低速混合搅拌，公转30r/min，自转800r/min低速分散lOmin，得初级楽料。
[0021 ] 将初级浆料用122gN-甲基吡咯烷酮调节粘度至6000-10000mPas，抽真空搅拌，公转30r/min，自转4000r/min高速分散3h，过80目筛，得锂离子电池正极楽料。
[0022]实施例2
正极活性物质选定镍酸锂，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，搅拌设备为行星式搅拌设备。
[0023]称取1g聚偏氟乙烯、129gN_甲基吡咯烷酮混合，搅拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公转40r/min，自转5000r/min高速分散3h，得胶液。
[0024]称取185g镍酸锂、Ig导电剂、7g超导石墨加入上述制备的胶液中，低速混合搅拌，公转40r/min，自转900r/min低速分散20min，得初级楽料。
[0025]将初级浆料用129gN_甲基吡咯烷酮调节粘度至6000-10000mPas，抽真空搅拌，公转50r/min，自转4500r/min高速分散4h，过80目筛，得锂离子电池正极楽料。
[0026]实施例3
正极活性物质选定钴酸锂，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，搅拌设备为行星式搅拌设备。
[0027]称取1g聚偏氟乙烯、127gN_甲基吡咯烷酮混合，搅拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公转60r/min，自转4500r/min高速分散2h，得胶液。
[0028]称取186g钴酸锂、0.95g导电剂、6.65g超导石墨加入上述制备的胶液中，低速混合搅拌，公转201'/111；[11，自转10001'/111；[11低速分散15111；[11，得初级楽料。
[0029]将初级浆料用127gN_甲基吡咯烷酮调节粘度至6000-10000mPas，抽真空搅拌，公转20r/min，自转3000r/min高速分散3.5h，过80目筛，得锂离子电池正极楽料。
[0030]实施例4
正极活性物质选定磷酸铁锂，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，搅拌设备为行星式搅拌设备。
[0031]称取1g聚偏氟乙烯、128gN_甲基吡咯烷酮混合，搅拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公转35r/min，自转4000r/min高速分散1.5h，得胶液。
[0032]称取ISOg磷酸铁锂、Ig导电剂、7g超导石墨加入上述制备的胶液中，低速混合搅拌，公转30r/min，自转600r/min低速分散12min，得初级楽料。
[0033]将初级浆料用128gN_甲基吡咯烷酮调节粘度至6000-10000mPas，抽真空搅拌，公转40r/min，自转5500r/min高速分散lh，过80目筛，得锂离子电池正极楽料。
[0034]实施例5
正极活性物质选定钴酸锂，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，搅拌设备为行星式搅拌设备。
[0035]称取1g聚偏氟乙烯、130gN_甲基吡咯烷酮混合，搅拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公转25r/min，自转6000r/min高速分散3h，得胶液。
[0036]称取188g钴酸锂、1.025g导电剂、7.175g超导石墨加入上述制备的胶液中，低速混合搅拌，公转35r/min，自转700r/min低速分散20min，得初级楽料。
[0037]将初级浆料用130gN_甲基吡咯烷酮调节粘度至6000-10000mPas，抽真空搅拌，公转40r/min，自转5000r/min高速分散3.5h，过80目筛，得锂离子电池正极楽料。
[0038]实施例6
正极活性物质选定磷酸锰锂，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，搅拌设备为行星式搅拌设备。
[0039]称取1g聚偏氟乙烯、125gN_甲基吡咯烷酮混合，搅拌至聚偏氟乙烯完全溶解，公转30r/min，自转5000r/min高速分散4h，得胶液。
[0040]称取190g磷酸锰锂、Ig导电剂、7g超导石墨加入上述制备的胶液中，低速混合搅拌，公转20r/min，自转900r/min低速分散lOmin，得初级楽料。
[0041 ] 将初级浆料用125gN-甲基吡咯烷酮调节粘度至6000-10000mPas，抽真空搅拌，公转50r/min，自转2000r/min高速分散4h，过80目筛，得锂离子电池正极楽料。
[0042]图1为为本发明实施例1在IC条件下充放循环1000周的容量图。首次容量为1315511^11，1(:条件下充放循环1000周后剩余1210711^11，容量保持率为92.03%。
[0043]以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: (1)将聚偏氟乙烯与部分N-甲基吡咯烷酮混合，搅拌至聚偏氟乙烯完全溶解，得胶液，聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1:12-13； (2)将正极活性物质与导电剂加入步骤(I)制备的胶液中，低速混合搅拌，得初级浆料，正极活性物质与导电剂的质量比为180-190:7.6-8.2; (3)将初级浆料用剩余N-甲基吡咯烷酮调节粘度至6000-10000mPas，抽真空搅拌，过80目筛，得锂离子电池正极浆料。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)搅拌速度为2000-6000r/min，搅拌时间I _4h。3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)N-甲基吡咯烷酮的加入量为N-甲基吡咯烷酮总质量的50%。4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)导电剂为导电石墨与超导炭黑的混合物，导电石墨与超导炭黑的质量比为1:7，搅拌速度为600-1000r/min，搅拌时间为 5-20min。5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)搅拌速度 2000-6000r/min，搅拌 l-4h。6.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述正极活性物质为磷酸铁锂、钴酸锂、镍酸锂、磷酸锰锂中的一种。
【文档编号】H01M4/62GK105932273SQ201610361863
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月29日
【发明人】张俊, 宫璐, 陶静, 吴洋洋
【申请人】合肥国轩高科动力能源有限公司