一种磷酸铁锂电池的水性粘结剂正极材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种憐酸铁裡电池，具体设及一种憐酸铁裡电池的水性粘结剂正极材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 憐酸铁裡电池是指用憐酸铁裡作为正极材料的裡离子电池。在憐酸铁裡电池行业 的规模化生产中，普遍采用有机溶剂型粘结剂体系，采用结晶度为50%聚偏氣乙締（PVD巧 做粘结剂，并且W极性较强的化合物NMP(N-甲基化咯烧酬）作为分散溶剂。其存在W下缺 占. y?、、 ?
[0003] (1)有机溶剂NMP虽然分散性好，但易挥发、易燃易爆、且毒性大；有机溶剂的挥发 严重污染环境，使生产现场毒性大，严重影响了生产车间工作人员的身体健康。
[0004] 似有机分散溶剂NMP和粘结剂PVDF价格都比较高，采用PVDF作粘结剂的极片涂 布工艺要求严格密封，使得能耗大，回收费用大，生产成本高。
[00化](3)由于PVDF中含有氣，容易与嵌裡石墨电池的内压等具有促进作用；PVDF分子 量大在极片中含量直接影响分散性，直接影响电子和质子的迁移速率，在所有电解液体系 中有一定的溶胀，对离子和电子的绝缘性会直接影响到电池内阻增加缺陷。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种憐酸铁裡电池的水性粘 结剂正极材料及其制备方法。
[0007] 一种憐酸铁裡电池的水性粘结剂正极材料，其由W下组分按重量份制备而成：
[0008] 憐酸铁裡：93~94份
[0009] 导电剂：3~4份
[0010] 粘结剂：3~4份
[0011] 添加剂：为粘结剂重量的1~1. 5% 阳01引去离子水：占憐酸铁裡重量的80~85% ;
[0013] 所述粘结剂为簇甲基壳聚糖和聚乙二醇（阳G)按重量比为（2. 8~3. 3) :1组成。
[0014] 进一步方案，所述憐酸铁裡为橄揽石结构的憐酸铁裡。
[0015] 进一步方案，所述导电剂为乙烘黑、碳黑（S巧、科琴黑、碳纳米管中至少两种。
[0016] 进一步方案，所述添加剂为=径基丙烷-=丙締酸醋。
[0017] 本发明的另一个发明目的是提供上述一种憐酸铁裡电池的水性粘结剂正极材料 的制备方法，包括如下步骤：
[0018] (1)先分别将憐酸铁裡、导电剂、粘结剂和添加剂进行干燥，然后按配比称量各物 料；
[0019] (2)将称取的粘结剂、添加剂，W及去离子水中的80%-起加入双行星揽拌机的 双层揽拌桶的内桶中进行揽拌2~3小时，同时在双层揽拌桶的外隔层中加入50°C~55°C 热水进行循环，使粘结剂、添加剂快速进行分散和溶解；所述双行星揽拌机的分散速度为 600 + 20米/秒、公转20 + 1米/秒；
[0020] (3)向（2)中的混合物料中加入导电剂，双行星揽拌机W分散速度为1500 + 20米 /秒、公转40 + 1米/秒揽拌1~2小时，同时在双层揽拌桶的外隔层中加入冷水进行循环， 确保内桶中的混合物料的溫度不超过40°C; 阳02U (4)向（3)中的混合物料加入憐酸铁裡继续超声波揽拌2~3小时； 阳02引 妨向（4)中的混合物料中加入余下的去离子水，W分散速度为1500 + 20米/秒、 公转40 + 1米/秒进行超声波揽拌1~2小时，得浆料；
[002引（6)关闭高速分散揽拌，W低速公转正转10±1米/秒进行揽拌，同时将内桶中抽 成真空后保压10分钟，破真空；然后再抽成真空后继续揽拌30~40分钟，W消除浆料中的 泡沫；
[0024] (7)取内桶里不同地方的浆料，分别测试其粘度，使其粘度为3000~4000mPa?S， 即得水性粘结剂正极材料。
[00巧]进一步方案，所述步骤（1)中憐酸铁裡于120°C烘烤6小时；簇甲基壳聚糖于 100°C烘烤4小时。
[00%] 进一步方案，所述步骤化）中真空度为-0. 08~-0.IMPa;破真空后的压强为 0 ~-〇.OlMPa。
[0027] 本发明采用簇甲基壳聚糖和聚乙二醇复配后做为粘结剂，保证了各组份之间紧密 电子接触和形成稳定的极片结构，并且在电池充放电过程中体积膨胀和收缩有一定的缓冲 效应。同时具有W下优点：1、该粘结剂不仅粘结性能好，而且柔初，抗拉强度也高；2、具有 良好的化学稳定性，使其处于高电位时，粘结剂在高压下不被氧化；在低电位，粘结剂不被 还原；3、与有机溶剂型粘结剂相比，具有无溶剂释放，符合环境要求，成本低、不燃、使用安 全方便。
[0028] 另外，本发明采用去离子水做为溶剂，对环境友好，且价格便宜，能够起到节能减 排作用，从而实现绿色无污染生产过程。
【具体实施方式】
[0029] 本发明实施例中所用的憐酸铁裡均于120°C烘烤6小时；簇甲基壳聚糖均于100°C 烘烤4小时。 阳030] 实施例1:
[00川 （1)先分别将憐酸铁裡、导电剂、粘结剂和添加剂进行干燥，然后称取：憐酸铁裡： 93份，导电剂：3份，粘结剂：4份，添加剂：6份，去离子水：74. 4份；
[0032] (2)将粘结剂（簇甲基壳聚糖和聚乙二醇按重量比为2.8 :1)、添加剂S径基丙 烧丙締酸醋，W及去离子水中的80%-起加入双行星揽拌机的双层揽拌桶的内桶中进 行揽拌2小时，同时在双层揽拌桶的外隔层中加入50°C热水进行循环，使粘结剂、添加剂快 速进行分散和溶解；所述双行星揽拌机的分散速度为600 + 20米/秒、公转20 + 1米/秒； [003引 做向似中的混合物料中加入导电剂乙烘黑、碳黑（SP)，双行星揽拌机W分散速 度为1500 + 20米/秒、公转40±1米/秒揽拌1~2小时，同时在双层揽拌桶的外隔层中 加入冷水进行循环，确保内桶中的混合物料的溫度不超过40°C;
[0034] (4)向（3)中的混合物料加入憐酸铁裡继续超声波揽拌2小时； 阳03引 妨向（4)中的混合物料中加入余下的去离子水，W分散速度为1500±20米/秒、 公转40 + 1米/秒进行超声波揽拌1小时，得浆料；
[0036] (6)关闭高速分散揽拌，W低速公转正转1〇± 1米/秒进行揽拌，同时将内桶中抽 成真空度为-0. 08~-0.IMPa,然后保压10分钟后再破真空至0~-0.OlMPa;然后再抽成 真空度为-0. 08~-0.IMPa;再继续揽拌30分钟，W消除浆料中的泡沫；
[0037] (7)取内桶里不同地方的浆料，分别测试其粘度，使其粘度为4000mPa?S，即得水 性粘结剂正极材料。 阳03引实施例2 :
[0039] (1)先分别将憐酸铁裡、导电剂、粘结剂和添加剂进行干燥，然后称取：憐酸铁裡： 94份，导电剂：4份，粘结剂：3份，添加剂：3份，去离子水：79. 9份；
[0040] (2)将粘结剂（簇甲基壳聚糖和聚乙二醇按重量比为3.3 :1)、添加剂S径基丙 烧丙締酸醋，W及去离子水中的80%-起加入双行星揽拌机的双层揽拌桶的内桶中进 行揽拌3小时，同时在双层揽拌桶的外隔层中加入55°C热水进行循环，使粘结剂、添加剂快 速进行分散和溶解；所述双行星揽拌机的分散速度为600 + 20米/秒、公