本发明属于锂电池材料粘结剂，具体涉及一种水系正极粘结剂浆料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、锂离子电池的使用寿命长，工作电压高，能量密度大，安全性能好被广泛应用于社会各个领域。目前，锂离子电池研究者们对电池材料的研究主要集中在四大主材(正极材料、负极材料、隔膜和电解液)，而对电池中的辅助材料(如导电剂、粘结剂、分散剂等)的研究较少。粘结剂是锂离子电池正负极的重要组成部分。在电极中，粘结剂是用来将电极活性物质粘附在集流体上的高分子化合物。它的主要作用是粘结活性物质，增强电极活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的电子接触，更好地稳定极片的结构。目前，商业化的锂离子电池中使用最为广泛的正极粘结剂为聚偏二氟乙烯(pvdf)，pvdf具有良好的热稳定性、电化学稳定性、柔韧性和粘结性，但其易溶胀、且阻抗较大，对电池倍率性能影响较大。同时，其需使用有毒的n-甲基吡咯烷酮(nmp)作为溶剂，存在严重的环境污染，一款代替pvdf在磷酸铁锂正极用水系粘结剂的开发成为一大趋势，现有的水性粘结剂成本低廉，环保安全，但目前水系正极粘结剂制备方法、投料匀浆以及极片制备方法不够成熟，导致制得的锂离子电池性能并不理想。现阶段水系正极粘结剂的开发还处于实验室阶段，工业化应用的一大障碍是其剥离力难以满足实际应用。因此有效提升水系粘结剂与箔材之间粘结情况和剥离力将有助于快速推进水系正极粘结剂的应用，如何获得有效提升水系正极粘结剂的剥离力是急需解决的问题。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种水系正极粘结剂浆料及其制备方法和应用，用以解决水系正极粘结剂在应用领域剥离力差等技术问题。
2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、本发明公开了一种水系正极粘结剂浆料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：将羧甲基纤维和导电剂搅拌混合后，得到混合物a；随后向混合物a中加入磷酸铁锂干粉和分散剂，搅拌后得到混合料b；
5、s2：向混合料b中加入粘结剂、碳酸乙烯酯和水，搅拌后得到水系正极粘结剂浆料；
6、其中：以质量百分比计，所述水系正极粘结剂的成分配比关系如下：
7、1.5％～2％的羧甲基纤维、1.5％～2％的导电剂、94％～96％的磷酸铁锂干粉、0.5％～1.5％的粘结剂和0.3％～1％的分散剂。
8、进一步地，s1中，羧甲基纤维和导电剂搅拌的速度为2000～2500rpm，时间为30～60min，随后再调整转速于2500～3000rpm搅拌90～120min，得到混合物a。
9、进一步地，s1中，向混合物a中加入磷酸铁锂干粉和分散剂后，于2000～2500rpm搅拌90～120min，后2500～3000rpm搅拌60～90min得到混合料b。
10、进一步地，s1中，所述分散剂包括磷酸、磷酸氢盐或peo。
11、进一步地，s2中，所述向混合料b中加入碳酸乙烯酯和水之后，体系中的固含量为50-55％。
12、本发明还公开了采用上述制备方法制备得到的水系正极粘结剂浆料，所述水系正极粘结剂浆料的粘度为3000-5000cp。
13、进一步地，所述水系正极粘结剂的温度低于38℃。
14、本发明还公开了水系正极粘结剂浆料的应用，所述水系正极粘结剂浆料涂布在正极极片表面，包括以下步骤：
15、将制备得到的水系正极粘结剂浆料涂布在正极极片表面，随后进行烘干处理。
16、进一步地，所述涂布正极表面的面密度大于27.5mg/cm2；涂布的速度为1.5～2m/min。
17、进一步地，所述烘干的温度为70～90℃。
18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
19、本发明公开了一种水系正极粘结剂浆料的制备方法，在其成分中加入分散剂，一方面可中和磷酸铁锂中的残碱，保护乳液稳定性，其次，中和至弱酸性的浆料与涂碳铝箔碳层的亲和性会增强，体现为接触角变小；有利于干燥阶段胶液在集流体界面富集，从而增大剥离。
20、本发明还公开了上述水系正极粘结剂浆料，在匀浆投料阶段对配方进行了特殊设计，在匀浆过程中加入分散剂，配合羧甲基纤维、导电剂、磷酸铁锂干粉、粘结剂等其他成分，在水性体系下兼顾了加工性能和电化学性能；其中的特定分散剂，有效提升了水系正极粘结剂的剥离力；同时保证材料具备良好的循环倍率性能；本发明粘结剂以及匀浆配方不含有机溶剂，为水性匀浆体系，从根本上杜绝有机污染物排放(或回收处理)，大幅度降低环境成本。
21、本发明还公开了上述水系正极粘结剂浆料涂覆在电极极片上的应用，根据相关实验结果证明，采用本发明的粘结剂可提高水系正极粘结剂和正极铝箔之间剥离力，提高了水系粘结剂在正极的粘结效果，具有广阔的应用前景。
1.一种水系正极粘结剂浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水系正极粘结剂浆料的制备方法，其特征在于，s1中，羧甲基纤维和导电剂搅拌的速度为2000～2500rpm，时间为30～60min，随后再调整转速于2500～3000rpm搅拌90～120min，得到混合物a。
3.根据权利要求1所述的一种水系正极粘结剂浆料的制备方法，其特征在于，s1中，向混合物a中加入磷酸铁锂干粉和分散剂后，于2000～2500rpm搅拌90～120min，后2500～3000rpm搅拌60～90min得到混合料b。
4.根据权利要求1所述的一种水系正极粘结剂浆料的制备方法，其特征在于，s1中，所述分散剂包括磷酸、磷酸氢盐或peo。
5.根据权利要求1所述的一种水系正极粘结剂浆料的制备方法，其特征在于，s2中，所述向混合料b中加入碳酸乙烯酯和水之后，体系中的固含量为50-55％。
6.一种水系正极粘结剂浆料，其特征在于，采用权利要求1～5中任意一项所述的制备方法制备得到；
7.根据权利要求6所述的水系正极粘结剂浆料，其特征在于，所述水系正极粘结剂浆料的温度低于38℃。
8.权利要求6或7所述的一种水系正极粘结剂的应用，其特征在于，所述水系正极粘结剂浆料用于制作正极浆料及涂布制作不含有机溶剂添加的正极极片，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种水系正极粘结剂浆料的应用，其特征在于，所述涂布正极极片表面的面密度大于27.5mg/cm2；涂布的速度为1.5～2m/min。
10.根据权利要求8所述的一种水系正极粘结剂浆料的应用，其特征在于，所述烘干的温度为70～90℃。