鋰離子電池正極漿料的制作方法、正極極片及鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子電池正極漿料的制作方法、正極極片及鋰離子電池，正極漿料的制作方法包括以下步驟：(1)將油系溶劑和水系粘接劑與水系溶劑混合、攪拌均勻；(2)向步驟(1)制得的漿料中加入導(dǎo)電劑混合、攪拌均勻；(3)向步驟(2)制得的漿料中加入活性物質(zhì)攪拌，得鋰離子電池正極漿料；所述水系溶劑、所述油系溶劑、所述水系粘接劑、所述導(dǎo)電劑及所述活性物質(zhì)的重量配比為(100-150)∶(0.1-2.0)∶(3-7)∶(2-6)∶(85-96)。通過本發(fā)明的鋰離子電池正極漿料的制作方法制得的正極漿料，分散性能好，穩(wěn)定性強，易敷料、極片均勻性好，且柔韌性比常用油系極片好，既可以有效降低目前油系正極的使用成本，又能夠提高鋰離子電池容量、倍率充放電性能和循環(huán)性能。
【專利說明】鋰離子電池正極漿料的制作方法、正極極片及鋰離子電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池，特別是涉及一種鋰離子電池正極漿料的制作方法、正極極片及鋰離子電池。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著鋰離子電池工藝越來越完善，電池性能相對穩(wěn)定而大量應(yīng)用。但傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝師采用油系鋰離子電池攪拌體系，是以NMP(N_甲基吡咯烷酮)為分散劑，PVDF(聚偏氟乙烯)為粘結(jié)劑，導(dǎo)電乙炔為導(dǎo)電劑。缺點是NMP為有機溶劑成本高，PVDF需要大量進(jìn)口，這樣既增加電芯制造成本，同時還會造成環(huán)境污染。此外NMP極易吸水，吸水后會影響鋰離子電池后期性能，因此在電芯制造中必須嚴(yán)格控制環(huán)境濕度，從而增加生產(chǎn)制造成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種鋰離子電池正極漿料的制作方法、正極極片及鋰離子電池，在保證電池性能的前提下，有效降低電池制作成本。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種鋰離子電池正極漿料的制作方法，包括以下步驟:
[0005](I)將油系溶劑和水系粘接劑與水系溶劑混合、攬祥均勾；所述水系溶劑為蒸懼水或去離子水，所述油系溶劑為二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種，所述水系粘接劑為羧基纖維素鈉、丁苯橡膠、丙烯腈多元共聚物中的一種或兩種以上；
[0006](2)向步驟⑴制得的漿料中加入導(dǎo)電劑混合、攪拌均勻；所述導(dǎo)電劑為碳纖維、碳納米管、超級導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨中的一種或兩種以上；
[0007](3)向步驟(2)制得的漿料中加入活性物質(zhì)攪拌，得鋰離子電池正極漿料；所述活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰；
[0008]所述水系溶劑、所述油系溶劑、所述水系粘接劑、所述導(dǎo)電劑及所述活性物質(zhì)的重量配比為(100-150): (0.1-2.0): (3-7): (2-6): (85-96)。
[0009]在其中一個實施例中，所述水系溶劑、所述油系溶劑、所述水系粘接劑、所述導(dǎo)電劑及所述活性物質(zhì)的重量配比為(110-130): (0.1-2.0): (3-7): (2-4): (88-94)。
[0010]在其中一個實施例中，所述鋰離子電池正極漿料的粘度為7000-15000pa.S。
[0011]在其中一個實施例中，步驟⑴中，攪拌時間為2-3小時。
[0012]在其中一個實施例中，步驟⑵中，攪拌時間為0.5-1小時。
[0013]在其中一個實施例中，步驟(3)中，攪拌時間為3-6小時。
[0014]本發(fā)明所提供的一種正極極片，包括正極集流體和涂覆在該正極集流體上的正極漿料，所述正極漿料采用上述的鋰離子電池正極漿料的制作方法制成。
[0015]本發(fā)明所提供的一種鋰離子電池，包括正極極片，所述正極極片為上述的正極極片。
[0016]通過本發(fā)明的鋰離子電池正極漿料的制作方法制得的正極漿料，分散性能好，穩(wěn)定性強，易敷料、極片均勻性好，且柔韌性比常用油系極片好，既可以有效降低目前油系正極的使用成本，又能夠提高鋰離子電池容量、倍率充放電性能和循環(huán)性能。
[0017]本發(fā)明附加技術(shù)特征所具有的有益效果將在本說明書【具體實施方式】部分進(jìn)行說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為通過本發(fā)明實施例一的方法制得的鋰離子電池的循環(huán)曲線圖；
[0019]圖2為通過本發(fā)明實施例二的方法制得的鋰離子電池的循環(huán)曲線圖；
[0020]圖3為通過本發(fā)明實施例三的方法制得的鋰離子電池的循環(huán)曲線圖。

【具體實施方式】
[0021]下面參考附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，以下各實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0022]實施例一
[0023]按重量份計，本實施例中的鋰離子電池正極漿料的配方為:
[0024]去離子水:100.0份
[0025]DMSO (二甲基亞砜):0.I 份
[0026]LA-132 (丙烯腈多元共聚物):3.0份
[0027]SP (導(dǎo)電石墨):2.0份
[0028]磷酸鐵鋰:85.0份
[0029]本實施例中的正極漿料的制備方法如下:
[0030]將DMSO和LA-132 —起溶于去離子水中，通過行星攪拌漿高速攪拌2小時；再加入SP,高速分散0.5小時；然后加入磷酸鐵鋰，高速分散3小時，得到正極漿料。所述正極漿料粘度為 15000pa.S。
[0031]使用本實施例中的正極漿料制備正極極片的步驟如下:
[0032](I)正極涂布:將制得的正極漿料涂覆在正極集流體上。涂布為噴涂涂布機，烘箱溫度分為8段，每2段控制I個溫度。溫度變化從低溫到高溫、再到低溫?？刂茦O片水分在100PPm 以內(nèi)。
[0033](2)制片。
[0034](3)極片真空烘烤，極片烘烤溫度在75-100°C，真空度小于-0.9Mpa，極片水分控制在700ppm以內(nèi)，制得正極極片。
[0035]實施例二
[0036]按重量份計，本實施例中的鋰離子電池正極漿料的配方為:
[0037]蒸餾水:130.0份
[0038]NMP (N-甲基吡咯烷酮):1.0份
[0039]CMC (羧甲基纖維素鈉):5.0份
[0040]SP (導(dǎo)電石墨):2.0份
[0041]碳納米管:2.0份
[0042]磷酸鐵鋰:88.0份
[0043]本實施例中的正極漿料的制備方法如下:
[0044]將NMP和CMC —起溶于蒸餾水中，通過行星攪拌漿高速攪拌2.5小時；再加入SP和碳納米管的混合物，高速分散I小時；然后加入磷酸鐵鋰，高速分散5小時，得到正極漿料。所述正極漿料粘度為1000pa.S。
[0045]使用本實施例中的正極漿料制備正極極片的步驟與實施例一相同。
[0046]實施例三
[0047]按重量份計，本實施例中的鋰離子電池正極漿料的配方為:
[0048]去離子水:150.0份
[0049]DMSO (二甲基亞砜):1.0 份
[0050]NMP (N-甲基吡咯烷酮):1.0份
[0051]LA_132(丙烯腈多元共聚物):3.0份
[0052]丁苯橡膠:4.0份
[0053]SP (導(dǎo)電石墨):5.0份
[0054]碳納米管:1.0份
[0055]磷酸鐵鋰:96.0份
[0056]本實施例中的正極漿料的制備方法如下:
[0057]將DMS0、NMP和LA-132 —起溶于去離子水中，通過行星攪拌漿高速攪拌3小時；再加入SP和碳納米管的混合物，高速分散I小時；然后加入磷酸鐵鋰，高速分散6小時，得到正極漿料。所述正極漿料粘度為1000pa.S。
[0058]使用本實施例中的正極漿料制備正極極片的步驟與實施例一相同。
[0059]對比實施例
[0060]按重量份計，本實施例中的鋰離子電池正極漿料的配方為:
[0061]磷酸鐵鋰:92.5份
[0062]SP:1.5 份
[0063]碳納米管:I份
[0064]PVDF (聚偏氟乙烯):5份
[0065]NMP:140 份
[0066]正極漿料制備:先將PVDF加入到NMP，公轉(zhuǎn)20HZ，自轉(zhuǎn)1500r/分鐘，高速分散3小時，加入混合好導(dǎo)電劑(SP+碳納米管)，抽真空，真空度小于-0.09Mpa,公轉(zhuǎn)20HZ，自轉(zhuǎn)2000r/分鐘，高速分散I小時，最后添加磷酸鐵鋰，抽真空，真空度小于-0.09Mpa,公轉(zhuǎn)25HZ，自轉(zhuǎn)1800r/分鐘，分散4小時，測試粘度，粘度在7000-10000Pas，制得正極漿料。
[0067]使用本實施例中的正極漿料制備正極極片的步驟與實施例一相同。
[0068]將上述各實施例制造的正極極片制成電池，負(fù)極漿料及負(fù)極極片的制備方法與現(xiàn)有技術(shù)相同。即:
[0069]以重量計，電池的負(fù)極漿料的配方為:
[0070]石墨:95份
[0071]SP:1.5 份
[0072]CMC (羧甲基纖維素鈉):1.5份
[0073]SBR (羧基丁苯膠乳):2份
[0074]負(fù)極漿料的制備方法為:
[0075]先將CMC加入到去離子水，公轉(zhuǎn)20HZ，自轉(zhuǎn)1500r/分鐘，高速分散1.5小時，加入SP，抽真空，真空度小于-0.09Mpa,公轉(zhuǎn)20HZ，自轉(zhuǎn)1800r/分鐘，高速分散1.5小時，再添加活性物質(zhì)，抽真空，真空度小于-0.9Mpa，公轉(zhuǎn)25HZ，自轉(zhuǎn)1800r/分鐘，分散3小時，測試粘度，粘度在6000-10000Pas，最后加入SBR，公轉(zhuǎn)20HZ，自轉(zhuǎn)1500r/分鐘，攪拌0.5小時，測試粘度，4000-8000Pas，制得負(fù)極漿料。
[0076]使用本實施例中的負(fù)極漿料制備負(fù)極極片的步驟與制備正極極片的步驟相同。
[0077]將上述各實施例制造的正極極片和負(fù)極極片，按18650電池工藝要求裁切成所需的長度，然后把正極極片進(jìn)行輥壓，再將正極極片分切所需寬度，最后把正極極片、隔膜及負(fù)極極片卷繞、入殼、加液、封口制作成電池。
[0078]將制得的四種電池分別進(jìn)行放電試驗，循環(huán)曲線參見圖1?3(圖1?3中的B曲線為對比實施例的循環(huán)曲線)。從圖中可以看出，制作正極水油系漿料搭配常規(guī)負(fù)極配比漿料制作的電池，較正極采用常規(guī)油系配比漿料搭配常規(guī)負(fù)極配比漿料制作的電池，在常規(guī)循環(huán)壽命方面有明顯優(yōu)勢。
[0079]綜上，通過本發(fā)明的鋰離子電池正極漿料的制作方法制得的正極漿料，分散性能好，穩(wěn)定性強，易敷料、極片均勻性好，且柔韌性比常用油系極片好，既可以有效降低目前油系正極的使用成本，又能夠提高鋰離子電池容量、倍率充放電性能和循環(huán)性能。
[0080]以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池正極漿料的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將油系溶劑和水系粘接劑與水系溶劑混合、攪拌均勻；所述水系溶劑為蒸餾水或去離子水，所述油系溶劑為二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種，所述水系粘接劑為羧基纖維素鈉、丁苯橡膠、丙烯腈多元共聚物中的一種或兩種以上； (2)向步驟(I)制得的漿料中加入導(dǎo)電劑混合、攪拌均勻；所述導(dǎo)電劑為碳纖維、碳納米管、超級導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨中的一種或兩種以上； (3)向步驟(2)制得的漿料中加入活性物質(zhì)攪拌，得鋰離子電池正極漿料；所述活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰； 所述水系溶劑、所述油系溶劑、所述水系粘接劑、所述導(dǎo)電劑及所述活性物質(zhì)的重量配比為(100-150): (0.1-2.0): (3-7): (2-6): (85—96)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正極漿料的制作方法，其特征在于，所述水系溶齊U、所述油系溶劑、所述水系粘接劑、所述導(dǎo)電劑及所述活性物質(zhì)的重量配比為(110-130):(0.1-2.0): (3-7): (2-4): (88-94)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池正極漿料的制作方法，其特征在于，所述鋰離子電池正極漿料的粘度為7000-15000pa.S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池正極漿料的制作方法，其特征在于，步驟(I)中，攪拌時間為2-3小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池正極漿料的制作方法，其特征在于，步驟(2)中，攪拌時間為0.5-1小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池正極漿料的制作方法，其特征在于，步驟(3)中，攪拌時間為3-6小時。
7.一種正極極片，包括正極集流體和涂覆在該正極集流體上的正極漿料，其特征在于，所述正極漿料采用如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的鋰離子電池正極漿料的制作方法制成。
8.—種鋰離子電池，包括正極極片，其特征在于，所述正極極片為如權(quán)利要求7所述的正極極片。
【文檔編號】H01M10/0525GK104282911SQ201410373035
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】付強, 陳曉龍, 李海軍, 魏銀倉, 張兵 申請人:珠海銀隆新能源有限公司