一种钛酸锂电池浆料及其制备方法与流程

文档序号:13664911阅读:1333来源:国知局

本发明涉及锂离子电池技术领域,尤其涉及一种钛酸锂电池浆料及其制备方法。



背景技术:

锂离子电池相比传统铅酸电池具有能量密度高、循环寿命长、对环境污染小等优点,不仅在3c数码类产品中获得了广泛应用,近些年来在动力电池领域也取得了飞速的发展。然而锂离子电池也并非毫无缺点,在当前锂离子电池主要以石墨类材料作为负极材料,这种类型的电池在首次充放电过程中会在负极表面形成sei膜,消耗活性物质造成容量衰减不可逆衰减。在锂离子电池的充放电过程中,锂离子是反复的从负极石墨体系中嵌入和脱出,金属锂离子在嵌入负极石墨体系过程中会出现锂离子未嵌入石墨中而附着在负极极片表面出现析锂的情况。当析出的锂离子在负极聚集时会形成枝晶刺穿隔膜而引起安全问题。钛酸锂li4ti5o12作为锂离子电池负极材料在充放电过程中不会出现析锂现象,拥有非常高的安全性能和循环寿命。

在实验生产过程中,钛酸锂粉料由于本身具有容易吸水的特性使得合浆变得困难。如果没有合适的粘结剂或者粘结剂配比不合适的话,即使钛酸锂浆料固含量设计的很低的情况下依然会出现粘度过大而导致浆料涂布效果很差影响钛酸锂电池的倍率性能。



技术实现要素:

基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种钛酸锂电池浆料及其制备方法,本发明通过调节粘结剂pvdf的含量并与钛酸锂、导电剂sp、导电剂cnt以适宜比例相互配合得到适宜的配方,并结合适宜的合浆工艺可以有效改善合浆过程中粘度过大的问题,使得本发明的粘度由6000-8000降低为2000-4000,极大的提高了本发明的涂布能力,提升电池的倍率性能;且本发明操作简单。

本发明提出的一种钛酸锂电池浆料,包括溶质和溶剂,其中,溶质的原料按重量百分比包括:钛酸锂89-92%,导电剂sp4%,导电剂cnt1-2%,粘结剂pvdf3-5%。

优选地,溶剂为n-甲基吡咯烷酮。

优选地,钛酸锂和溶剂的重量比为1:1.5-1.8。

本发明还提出了上述钛酸锂电池浆料的制备方法,包括如下步骤:

s1、取钛酸锂、导电剂sp、导电剂cnt、粘结剂pvdf进行烘烤处理;

s2、将s1中烘烤后的粘结剂pvdf加入部分溶剂中,真空搅拌,再静置消泡,然后加入s1中烘烤后的钛酸锂、导电剂sp和导电剂cnt搅拌,加入剩余溶剂搅拌,过筛得到钛酸锂电池浆料。

优选地,在s1中,烘烤处理后,均降温至低于45℃。

优选地,在s1中,钛酸锂、导电剂sp、导电剂cnt的烘烤处理方法相同,烘烤温度为148-152℃,烘烤压力≤-0.09mpa,烘烤时间为20-24h。

优选地,在s1中,粘结剂pvdf的烘烤温度为78-82℃,烘烤压力≤-0.09mpa,烘烤时间为5-8h。

优选地,在s2中,将s1中烘烤后的粘结剂pvdf加入部分溶剂中,真空搅拌5h,再静置消泡3-4h,然后加入s1中烘烤后的钛酸锂、导电剂sp和导电剂cnt搅拌0.5-1h,加入剩余溶剂搅拌4h,过150-200目筛得到钛酸锂电池浆料。

本发明通过筛选合适的原料和原料配比,对钛酸锂电池浆料的配方作出改进和优化得到适宜的配方,调节粘结剂pvdf的含量并与钛酸锂、导电剂sp、导电剂cnt以适宜比例相互配合,并结合适宜的合浆工艺,从而将钛酸锂电池浆料的粘度由6000-8000降低为2000-4000,极大的提高了本发明的涂布能力,提升电池的倍率性能;且本发明操作简单。

附图说明

图1为本发明与对比例制备的电池的倍率性能比较图。

具体实施方式

下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种钛酸锂电池浆料,包括溶质和溶剂,其中,溶质的原料按重量百分比包括:钛酸锂90.5%,导电剂sp4%,导电剂cnt1.5%,粘结剂pvdf4%。

上述钛酸锂电池浆料的制备方法,包括如下步骤:

s1、取钛酸锂、导电剂sp、导电剂cnt、粘结剂pvdf进行烘烤处理;

s2、将s1中烘烤后的粘结剂pvdf加入部分溶剂中,真空搅拌,再静置消泡,然后加入s1中烘烤后的钛酸锂、导电剂sp和导电剂cnt搅拌,加入剩余溶剂搅拌,过筛得到钛酸锂电池浆料。

实施例2

一种钛酸锂电池浆料,包括溶质和溶剂,其中,溶剂为n-甲基吡咯烷酮,溶质的原料按重量百分比包括:钛酸锂89%,导电剂sp4%,导电剂cnt2%,粘结剂pvdf5%,其中,钛酸锂和溶剂的重量比为1:1.5。

上述钛酸锂电池浆料的制备方法,包括如下步骤:

s1、取钛酸锂、导电剂sp、导电剂cnt、粘结剂pvdf进行烘烤处理,然后均降温至低于45℃;

s2、将s1中烘烤后的粘结剂pvdf加入部分溶剂中,真空搅拌5h,再静置消泡4h,然后加入s1中烘烤后的钛酸锂、导电剂sp和导电剂cnt搅拌0.5h,加入剩余溶剂搅拌4h,过200目筛得到钛酸锂电池浆料。

实施例3

一种钛酸锂电池浆料,包括溶质和溶剂,其中,溶剂为n-甲基吡咯烷酮,溶质的原料按重量百分比包括:钛酸锂92%,导电剂sp4%,导电剂cnt1%,粘结剂pvdf3%,其中,钛酸锂和溶剂的重量比为1:1.8。

上述钛酸锂电池浆料的制备方法,包括如下步骤:

s1、取钛酸锂、导电剂sp、导电剂cnt,调节温度为148℃,压力≤-0.09mpa,烘烤24h,然后降温至低于45℃;取粘结剂pvdf,调节温度为78℃,压力≤-0.09mpa,烘烤8h,然后降温至低于45℃;

s2、将s1中烘烤后的粘结剂pvdf加入部分溶剂中,真空搅拌5h,再静置消泡3h,然后加入s1中烘烤后的钛酸锂、导电剂sp和导电剂cnt搅拌1h,加入剩余溶剂搅拌4h,过150目筛得到钛酸锂电池浆料。

实施例4

一种钛酸锂电池浆料,包括溶质和溶剂,其中,溶剂为n-甲基吡咯烷酮,溶质的原料按重量百分比包括:钛酸锂91%,导电剂sp4%,导电剂cnt1.2%,粘结剂pvdf3.8%,其中,钛酸锂和溶剂的重量比为1:1.6。

上述钛酸锂电池浆料的制备方法,包括如下步骤:

s1、取钛酸锂、导电剂sp、导电剂cnt,调节温度为152℃,压力≤-0.09mpa,烘烤20h,然后降温至低于45℃;取粘结剂pvdf,调节温度为82℃,压力≤-0.09mpa,烘烤6h,然后降温至低于45℃;

s2、将s1中烘烤后的粘结剂pvdf加入部分溶剂中,真空搅拌5h,再静置消泡3.8h,然后加入s1中烘烤后的钛酸锂、导电剂sp和导电剂cnt搅拌0.6h,加入剩余溶剂搅拌4h,过150目筛得到钛酸锂电池浆料。

实施例5

一种钛酸锂电池浆料,包括溶质和溶剂,其中,溶剂为n-甲基吡咯烷酮,溶质的原料按重量百分比包括:钛酸锂89.5%,导电剂sp4%,导电剂cnt1.8%,粘结剂pvdf4.7%,其中,钛酸锂和溶剂的重量比为1:1.7。

上述钛酸锂电池浆料的制备方法,包括如下步骤:

s1、取钛酸锂、导电剂sp、导电剂cnt,调节温度为151℃,压力≤-0.09mpa,烘烤21h,然后降温至低于45℃;取粘结剂pvdf,调节温度为81℃,压力≤-0.09mpa,烘烤7h,然后降温至低于45℃;

s2、将s1中烘烤后的粘结剂pvdf加入部分溶剂中,真空搅拌5h,再静置消泡3.2h,然后加入s1中烘烤后的钛酸锂、导电剂sp和导电剂cnt搅拌0.8h,加入剩余溶剂搅拌4h,过200目筛得到钛酸锂电池浆料。

实施例6

一种钛酸锂电池浆料,包括溶质和溶剂,其中,溶剂为n-甲基吡咯烷酮,溶质的原料按重量百分比包括:钛酸锂90%,导电剂sp4%,导电剂cnt2%,粘结剂pvdf4%,其中,钛酸锂和溶剂的重量比为1:1.7。

上述钛酸锂电池浆料的制备方法,包括如下步骤:

s1、取钛酸锂、导电剂sp、导电剂cnt,调节温度为150℃,压力≤-0.09mpa,烘烤21h,然后降温至低于45℃;取粘结剂pvdf,调节温度为80℃,压力≤-0.09mpa,烘烤5h,然后降温至低于45℃;

s2、将s1中烘烤后的粘结剂pvdf加入部分溶剂中,真空搅拌5h,再静置消泡4h,然后加入s1中烘烤后的钛酸锂、导电剂sp和导电剂cnt搅拌1h,加入剩余溶剂搅拌4h,过150目筛得到钛酸锂电池浆料,过筛前测试浆料固含量为36.6wt%,浆料粘度为2187。

对比例

一种钛酸锂电池浆料,包括溶质和溶剂,其中,溶剂为n-甲基吡咯烷酮,溶质的原料按重量百分比包括:钛酸锂94%,导电剂sp3%,导电剂cnt1%,粘结剂pvdf2%,其中,钛酸锂和溶剂的重量比为1:1.5。

上述钛酸锂电池浆料的制备方法,包括如下步骤:

s1、取钛酸锂、导电剂sp、导电剂cnt,调节温度为150℃,压力≤-0.09mpa,烘烤21h,然后降温至低于45℃;取粘结剂pvdf,调节温度为80℃,压力≤-0.09mpa,烘烤5h,然后降温至低于45℃;

s2、将s1中烘烤后的粘结剂pvdf加入部分溶剂中,真空搅拌5h,再静置消泡4h,然后加入s1中烘烤后的钛酸锂、导电剂sp和导电剂cnt搅拌1h,加入剩余溶剂搅拌4h,过150目筛得到钛酸锂电池浆料,过筛前测试浆料固含量为36.13wt%,浆料粘度为7823。

试验例1

取实施例6和对比例浆料分别涂布制成电池,对电池的倍率性能进行检测,结果参照图1,图1为本发明与对比例制备的电池的倍率性能比较图;由图1可以看出经本发明涂布制得的电池的倍率性能更好。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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