一种锂离子电池正极浆料的配方及其制备方法与流程

本发明属于锂电池加工，具体为一种锂离子电池正极浆料的配方及其制备方法。

背景技术：

1、锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，在充放电过程中，li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反，是现代高性能电池的代表，现有的正极材料锰酸锂材料高温性能不足，加工使用油性nmp作为溶剂的粘结剂pvdf，过程中有部分nmp挥发到空气中有一定污染，且nmp易燃易爆炸，有使用安全风险，且因为国家对环保的要求价格达到20元以上每公斤，三元材料对生产环境的湿度要求高，易出现吸水后浆料变稠，导致涂布面密度不稳定，生产的产品合格率低95％，对此，我们提出了一种锂离子电池正极浆料的配方及其制备方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种锂离子电池正极浆料的配方及其制备方法，解决了使用成本高，能量耗损大的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂离子电池正极浆料的配方，由下述重量份的原料制备而成：镍钴锰酸锂10-20份、锰酸锂65-70份、富锂锰基10-20份、石墨烯0-1.2份、锂铁磷酸1-5份、粘结剂0.9-1份、导电炭黑0-2.5份、导电石墨0-1份与cmc 0.7-0.9份。

3、优先地，具体由下述重量份的原料制备而成：镍钴锰酸锂10份、锰酸锂66份、富锂锰基16份、石墨烯1.1份、锂铁磷酸3份、粘结剂1份、导电炭黑1.3份、导电石墨0.6份与cmc0.8份。

4、优先地，所述镍钴锰酸锂内部的成份包括有镍、钴、锰、锂与其他元素构成，所述镍的含量为25％，钴的含量为10％，锰的含量为50％，锂的含量为3％。

5、优先地，所述锰酸锂内包括有8个锂原子、16个锰原子与32氧原子构成。

6、优先地，所述富锂锰基内含有li2mno3与limno2组分，所述石墨烯内主要元素为碳原子，采用化学还原法制备得到，所述粘结剂采用聚丙烯酸酯。

7、一种锂离子电池正极浆料的制备方法，制备步骤包括：

8、s1：准备相应份数的材料；

9、s2：将材料配方放入双星行打浆机中，打制成浆料，再用高速分散机进行分散；

10、s3：用喷涂设备按照480-500g/㎡的面密度涂覆在12-14μm厚的铝箔上，烘干制成极片，按照活性物2.8-3.1g/mm3的压实密度进行滚压制成密实的极片；

11、s4：将正负极片分别按照要求组装好，制作成电芯，放入真空烤箱，通过抽真空，充氮气，恒温恒压烘烤，将电芯中水份含量减少≤300ppm；

12、s5：在环境温度20-25℃，露点≦-38℃的条件下，将电芯包装后注入电解液；

13、s6：将电芯在温度35-45℃的环境下老化36h后，放到化成柜上进行化成，结束后，将电芯先在温度40±5℃的环境下老化五天，对电芯进行电压内阻筛选，合格的电芯分容单充电压控制在3.6-3.9v，在温度40±5℃的环境下老化五天；

14、s7：活化过程中包好pet，通过配组机筛选电芯成不同电压内阻档次，将合格的电芯分容，将容量合格的电芯进行fqc外观全检，合格后的电芯按照容量40mah，电压5mv，内阻3mω配好组，oqc全检合格后出货。

15、优先地，s1步骤中双星行打浆机自转48r/min，公转1500r/min，打制3h制成浆料。

16、优先地，s1步骤中高速分散机3500±500r/min，进行分散粘度达到8000±2000mpa.s，烘干制成极片的含水量≤0.5％。

17、优先地，s2步骤中烘烤的温度为85±10℃，压强为-40至-100mpa。

18、优先地，s2步骤中烘烤时间分三步循环16h，第一步抽真空，第二部充氮气，第三部加热，通过循环烘烤实现电芯含水量降到300ppm以下。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

20、本发明中的锂离子电池采用低成本的富锰正极材料制浆，并减少了使用nmp作为溶剂的安全风险和环境污染问题，每个电池节省0.05-0.1元的成本，解决了使用成本高，能量耗损大的问题，带来更好的使用前景。

技术特征：

1.一种锂离子电池正极浆料的配方，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成：镍钴锰酸锂10-20份、锰酸锂65-70份、富锂锰基10-20份、石墨烯0-1.2份、锂铁磷酸1-5份、粘结剂0.9-1份、导电炭黑0-2.5份、导电石墨0-1份与cmc 0.7-0.9份。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的配方，其特征在于，具体由下述重量份的原料制备而成：镍钴锰酸锂10份、锰酸锂66份、富锂锰基16份、石墨烯1.1份、锂铁磷酸3份、粘结剂1份、导电炭黑1.3份、导电石墨0.6份与cmc 0.8份。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的配方，其特征在于：所述镍钴锰酸锂内部的成份包括有镍、钴、锰、锂与其他元素构成，所述镍的含量为25％，钴的含量为10％，锰的含量为50％，锂的含量为3％。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的配方，其特征在于：所述锰酸锂内包括有8个锂原子、16个锰原子与32氧原子构成。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的配方，其特征在于：所述富锂锰基内含有li2mno3与limno2组分，所述石墨烯内主要元素为碳原子，采用化学还原法制备得到，所述粘结剂采用聚丙烯酸酯。

6.一种锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，制备步骤包括：

7.根据权利要求6所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于：s1步骤中双星行打浆机自转48r/min，公转1500r/min，打制3h制成浆料。

8.根据权利要求6所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于：s1步骤中高速分散机3500±500r/min，进行分散粘度达到8000±2000mpa.s，烘干制成极片的含水量≤0.5％。

9.根据权利要求6所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于：s2步骤中烘烤的温度为85±10℃，压强为-40至-100mpa。

10.根据权利要求6所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于：s2步骤中烘烤时间分三步循环16h，第一步抽真空，第二部充氮气，第三部加热，通过循环烘烤实现电芯含水量降到300ppm以下。

技术总结
本发明公开了一种锂离子电池正极浆料的配方，由下述重量份的原料制备而成：镍钴锰酸锂10‑20份、锰酸锂65‑70份、富锂锰基10‑20份、石墨烯0‑1.2份、锂铁磷酸1‑5份、粘结剂0.9‑1份、导电炭黑0‑2.5份、导电石墨0‑1份与CMC 0.7‑0.9份。本发明还提供了一种锂离子电池正极浆料的制备方法。本发明中的锂离子电池采用低成本的富锰正极材料制浆，并减少了使用NMP作为溶剂的安全风险和环境污染问题，每个电池节省0.05‑0.1元的成本，解决了使用成本高，能量耗损大的问题，带来更好的使用前景。

技术研发人员：黄斌,邓鸿华,刘国壮,宁艳婷,马双振,党佩华,许欣凡
受保护的技术使用者：广西卓能新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15