本发明属于锂离子电池正极材料生产技术领域,特别涉及一种锂离子电池正极浆料及其制备方法。
背景技术:
随着新能源电动汽车的快速发展,高能量、高功率密度锂离子动力电池的需求逐年增加;然而,由于石墨类负极材料存在不可逆容量高,首次充放电效率低、循环性能差的问题,容易导致锂离子电池容量明显下降。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种锂离子电池的正极浆料,解决了现有技术中锂离子电池正极浆料预理化稳定性差,锂离子电池首次充放电效率低、循环性能差的问题;本发明还提供了该浆料的制备方法。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:一种锂离子电池的正极浆料,由以下组分按质量百分比组成:钛酸锂活性物质82~96%、导电剂0.4~6%、粘接剂0.4~6%、纳米氟化锂2~15%。
优选地,所述纳米氟化锂采用分析纯氟化锂通过在惰性气体保护中球磨2~72h后制得的。
优选地,所述导电剂为导电炭黑、乙炔黑、导电石墨、超导炭黑、科琴黑、气相生长炭纤维、碳纳米管中的一种或几种。
优选地,所述粘接剂为聚偏氟乙烯、丙烯酸树脂、聚酰亚胺中的一种或几种。
本发明的另一个技术方案是这样实现的:一种锂离子电池正极浆料的制备方法,该方法通过如下步骤实现:
步骤1,在惰性气体的保护下,将氟化锂置于球磨机中进行球磨,获得纳米氟化锂;
步骤2,按质量百分比分别称取以下组分:钛酸锂活性物质82~96%、导电剂0.4~6%、粘接剂0.4~6%、所述步骤1获得的纳米氟化锂2~15%,并将各组分加入有机溶剂中混合均匀,获得有机混合物;
步骤3,将所述步骤2获得的有机混合物加入球磨机中球磨,获得锂离子电池正极浆料。
优选地,所述步骤1中,所述球磨机的转速为500-1000r/min,球磨时间为2~72h。
优选地,所述有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮、丙酮,四氯甲烷中的一种或多种。
优选地,所述步骤3中,所述球磨机的转速为1000-2000r/min,球磨时间为1-3h。
优选地,所述步骤3中,所述球磨的具体方法为:在惰性气体的保护下,将所述有机混合物加入球磨机中球磨。
与现有技术相比,本发明通过添加纳米氟化锂,使得整个正极浆料具有良好的预理化稳定性,并且能够提高电池首次脱锂容量、首次充放电效率及电池能量密度,改善其循环性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种锂离子电池的正极浆料,由以下组分按质量百分比组成:钛酸锂活性物质82~96%、导电剂0.4~6%、粘接剂0.4~6%、纳米氟化锂2~15%;
其中,所述纳米氟化锂采用分析纯氟化锂通过在惰性气体保护中球磨2~72h后制得的;导电剂为导电炭黑、乙炔黑、导电石墨(superp-li)、超导炭黑、科琴黑、气相生长炭纤维(vgcf)、碳纳米管(cnt)中的一种或几种;粘接剂为聚偏氟乙烯(pvdf)、丙烯酸树脂(paa)、聚酰亚胺(pi)中的一种或几种。
本发明实施例还提供了一种锂离子电池正极浆料的制备方法,该方法通过如下步骤实现:
步骤1,在惰性气体的保护下,将氟化锂置于转速为500-1000r/min的球磨机中球磨2~72h,获得纳米氟化锂;
步骤2,按质量百分比分别称取以下组分:钛酸锂活性物质82~96%、导电剂0.4~6%、粘接剂0.4~6%、所述步骤1获得的纳米氟化锂2~15%,并将各组分加入有机溶剂中混合均匀,获得有机混合物;其中,有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮、丙酮,四氯甲烷中的一种或多种;导电剂为导电炭黑、乙炔黑、导电石墨(superp-li)、超导炭黑、科琴黑、气相生长炭纤维(vgcf)、碳纳米管(cnt)中的一种或几种;粘接剂为聚偏氟乙烯(pvdf)、丙烯酸树脂(paa)、聚酰亚胺(pi)中的一种或几种;
步骤3,在惰性气体的保护下,将所述步骤2获得的有机混合物加入转速为1000-2000r/min的球磨机中球磨1-3h,获得锂离子电池正极浆料。
与现有技术相比,本发明通过添加纳米氟化锂,使得整个正极浆料具有良好的预理化稳定性,并且能够提高电池首次脱锂容量、首次充放电效率及电池能量密度,改善其循环性能。
实施例1
步骤1,在ar或n2的保护下,将氟化锂置于转速为800r/min的球磨机中球磨32h,获得纳米氟化锂;
步骤2,按质量百分比分别称取以下组分:钛酸锂活性物质90%、导电石墨(superp-li)3%、聚偏氟乙烯(pvdf)3%、所述步骤1获得的纳米氟化锂4%,并将各组分加入n-甲基吡咯烷酮中混合均匀,获得有机混合物;
步骤3,在ar或n2的保护下,将步骤2获得的有机混合物加入转速为1500r/min的球磨机中球磨2h,获得锂离子电池正极浆料。
实施例2
步骤1,在ar或n2的保护下,将氟化锂置于转速为500r/min的球磨机中球磨10h,获得纳米氟化锂;
步骤2,按质量百分比分别称取以下组分:钛酸锂活性物质82%、导电石墨(superp-li)6%、聚偏氟乙烯(pvdf)6%、所述步骤1获得的纳米氟化锂6%,并将各组分加入n-甲基吡咯烷酮中混合均匀,获得有机混合物;
步骤3,在ar或n2的保护下,将所述步骤2获得的有机混合物加入转速为1000r/min的球磨机中球磨1h,获得锂离子电池正极浆料。
实施例3
步骤1,在ar或n2的保护下,将氟化锂置于转速为1000r/min的球磨机中球磨48h,获得纳米氟化锂;
步骤2,按质量百分比分别称取以下组分:钛酸锂活性物质96%、导电石墨(superp-li)0.4%、聚偏氟乙烯(pvdf)0.4%、所述步骤1获得的纳米氟化锂3.2%,并将各组分加入n-甲基吡咯烷酮中混合均匀,获得有机混合物;
步骤3,在惰性气体的保护下,将所述步骤2获得的有机混合物加入转速为2000r/min的球磨机中球磨3h,获得锂离子电池正极浆料。
实施例4
步骤1,在ar或n2的保护下,将氟化锂置于转速为800r/min的球磨机中球磨32h,获得纳米氟化锂;
步骤2,按质量百分比分别称取以下组分:钛酸锂活性物质90%、导电石墨(superp-li)3%、聚偏氟乙烯(pvdf)3%、所述步骤1获得的纳米氟化锂4%,并将各组分加入n-甲基吡咯烷酮中混合均匀,获得有机混合物;
步骤3,在ar或n2的保护下,将所述步骤2获得的有机混合物加入转速为1000r/min的球磨机中球磨1h,获得锂离子电池正极浆料。
实施例5
步骤1,在ar或n2的保护下,将氟化锂置于转速为800r/min的球磨机中球磨32h,获得纳米氟化锂;
步骤2,按质量百分比分别称取以下组分:钛酸锂活性物质90%、导电石墨(superp-li)3%、聚偏氟乙烯(pvdf)3%、所述步骤1获得的纳米氟化锂4%,并将各组分加入n-甲基吡咯烷酮中混合均匀,获得有机混合物;
步骤3,在惰性气体的保护下,将所述步骤2获得的有机混合物加入转速为2000r/min的球磨机中球磨3h,获得锂离子电池正极浆料。
实施例6
步骤1,在ar或n2的保护下,将氟化锂置于转速为800r/min的球磨机中球磨32h,获得纳米氟化锂;
步骤2,按质量百分比分别称取以下组分:钛酸锂活性物质90%、导电石墨(superp-li)3%、丙烯酸树脂(paa)3%、所述步骤1获得的纳米氟化锂4%,并将各组分加入n-甲基吡咯烷酮中混合均匀,获得有机混合物;
步骤3,在ar或n2的保护下,将步骤2获得的有机混合物加入转速为1500r/min的球磨机中球磨2h,获得锂离子电池正极浆料。
实施例7
步骤1,在ar或n2的保护下,将氟化锂置于转速为500r/min的球磨机中球磨10h,获得纳米氟化锂;
步骤2,按质量百分比分别称取以下组分:钛酸锂活性物质82%、导电石墨(superp-li)6%、丙烯酸树脂(paa)6%、所述步骤1获得的纳米氟化锂6%,并将各组分加入n-甲基吡咯烷酮中混合均匀,获得有机混合物;
步骤3,在ar或n2的保护下,将所述步骤2获得的有机混合物加入转速为1000r/min的球磨机中球磨1h,获得锂离子电池正极浆料。
实施例8
步骤1,在ar或n2的保护下,将氟化锂置于转速为1000r/min的球磨机中球磨48h,获得纳米氟化锂;
步骤2,按质量百分比分别称取以下组分:钛酸锂活性物质96%、导电石墨(superp-li)0.4%、丙烯酸树脂(paa)0.4%、所述步骤1获得的纳米氟化锂3.2%,并将各组分加入n-甲基吡咯烷酮中混合均匀,获得有机混合物;
步骤3,在惰性气体的保护下,将所述步骤2获得的有机混合物加入转速为2000r/min的球磨机中球磨3h,获得锂离子电池正极浆料。
对比实施例(该实施例获得的锂离子电池正极浆料未加入纳米氟化锂)
步骤1,在ar或n2的保护下,将氟化锂置于转速为800r/min的球磨机中球磨32h,获得纳米氟化锂;
步骤2,按质量百分比分别称取以下组分:钛酸锂活性物质94%、导电石墨(superp-li)3%、聚偏氟乙烯(pvdf)3%,并将各组分加入n-甲基吡咯烷酮中混合均匀,获得有机混合物;
步骤3,在ar或n2的保护下,将步骤2获得的有机混合物加入转速为1500r/min的球磨机中球磨2h,获得锂离子电池正极浆料。
制备全电池:
将实施例1至实施例8获得的锂离子电池正极浆料以及对比实施例获得的锂离子电池正极浆料分别与石墨负极片进行搭配,组装成型号为2025的全电池,对制成的全电池进行首周充放电效率及循环性能测试,测试的结果如表1:
表1.实施例1-8以及对比例获得的浆料制成的全电池的性能测试数据
从表1中可以得出:采用本发明实施例1-8(含纳米氟化锂)获得的锂离子电池正极浆料制成的型号为2025的全电池的首次充放电效率以及循环性能均要优于采用对比例(不含纳米氟化锂)获得的锂离子电池正极浆料制成的型号为2025的全电池的首次充放电效率以及循环性能。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。