一种正极浆料及制备方法、电池、用电装置与流程

本申请属于电池材料，具体涉及一种正极浆料及制备方法、电池、用电装置。

背景技术：

1、锂离子电池具有高能量密度、高电压、高循环和高工作温度等优点，被广泛应用。锂离子电池制备工艺包括匀浆、涂布、制片、组装、注液、活化筛选等工序，其中，匀浆是锂离子电池制备的第一道工序，是将物料从粉体到高粘度、高密度的物料溶解、混合、反应的过程，由于浆料的分散效果直接影响涂布效果，并影响电池最终的性能，因此匀浆的过程极其重要。目前匀浆主要分为三种：湿法匀浆、干法匀浆、连续匀浆，其中干法匀浆的应用最为广泛，相较于其他工艺，干法匀浆具有节约能源、工艺效率高、成本低等优点，并且能够更好地保持材料颗粒的形态和结构。

2、然而，在干法匀浆的工艺过程中，受浆料状态影响，对搅拌机的负载、搅拌桨的强度要求高，搅拌桨易发生扭曲变形。因此，如何改善制备电极浆料的匀浆工艺，以降低对匀浆设备的要求，是目前需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种正极浆料及制备方法、电池、用电装置，旨在解决现有电池浆料匀浆工艺对搅拌设备造成的负载较大、搅拌效率低的问题。

2、一方面，本申请实施例提供一种正极浆料的制备方法，包括如下步骤：

3、将粘接剂、第一导电剂与导电浆料混合，得到第一胶液；

4、向所述第一胶液加入正极活性材料总质量的20～70％，进行第一次搅拌，得到第二胶液；

5、向所述第二胶液加入第一溶剂和剩余质量百分比的正极活性材料，进行第二次搅拌，得到所述正极浆料。

6、在一些实施例中，所述粘接剂包括聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚四氟乙烯、聚乙烯醇或丙烯腈多元共聚物中的至少一种。

7、在一些实施例中，所述第一导电剂包括导电炭黑、导电石墨、碳纤维或石墨烯中的至少一种。

8、在一些实施例中，所述正极活性材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂或锰酸锂中的至少一种。

9、在一些实施例中，所述第一溶剂包括n-甲基吡咯烷酮(nmp)。

10、在一些实施例中，所述导电浆料包括第二导电剂和第二溶剂，所述导电浆料的固含量为4～6％；

11、其中，所述第二导电剂包括碳纳米管。

12、在一些实施例中，所述第二溶剂包括nmp。

13、在一些实施例中，所述粘接剂、第一导电剂、第二导电剂的质量比为0.3～2.5：0.3～2.5：0.3～2.5.

14、在一些实施例中，所述第一胶液和所述正极活性材料总质量的质量比为5.6～67.5：90～99.

15、在一些实施例中，所述正极浆料的固含量为50％～85％。

16、在一些实施例中，所述第一胶液的固含量为65～90％。

17、在一些实施例中，所述第一次搅拌的搅拌转速为15～30rpm，分散转速为300～500rpm。

18、在一些实施例中，所述第一次搅拌的温度为60～70℃。

19、在一些实施例中，所述第一次搅拌的时间为50～90min。

20、在一些实施例中，所述第二次搅拌的搅拌转速为20～40rpm，分散转速为15～25m/s。

21、在一些实施例中，所述第二次搅拌的温度为30～40℃。

22、在一些实施例中，所述第二次搅拌的时间为60～150min。

23、在一些实施例中，所述第二次搅拌的压强为-75～-95kpa。

24、在一些实施例中，在得到所述正极浆料的步骤前，还包括：

25、对加入了所述第一溶剂和剩余质量百分比的正极活性材料的所述第二胶液进行粘度检测，加入第一溶剂，进行第三次搅拌，调节至设定粘度，得到所述正极浆料；

26、其中，所述正极浆料的粘度为2500～15000cp。

27、在一些实施例中，所述第三次搅拌的搅拌转速为20～40rpm，搅拌时间为20～50min。

28、另一方面，本申请实施例还提供一种正极浆料，由上述任一实施例所述的制备方法制备得到，所述正极浆料包括粘接剂、第一导电剂、第二导电剂和正极活性材料，所述粘接剂、第一导电剂、第二导电剂和正极活性材料的质量比为0.3～2.5：0.3～2.5：0.3～2.5：90～99。

29、本申请实施例还提供一种电池，包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括上述任意实施例中的正极浆料。

30、本申请实施例还提供一种用电装置，包含上述实施例中的电池。

31、本申请提供一种正极浆料的制备方法，包括如下步骤：将粘接剂、第一导电剂与导电浆料混合，得到第一胶液；向第一胶液加入正极活性材料总质量的20～70％，进行第一次搅拌，得到第二胶液；向第二胶液加入第一溶剂和剩余质量百分比的正极活性材料，进行第二次搅拌，得到正极浆料。通过改进投料步骤，一次性将粘接剂、第一导电剂和导电浆料进行混合，减少溶剂的投入，同时，将正极活性材料分批次投入，有效降低干混匀浆过程中的设备负载，减少对匀浆机的损伤，从而延长设备的使用寿命，降低浆料的品质风险。

技术特征：

1.一种正极浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种正极浆料的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种正极浆料的制备方法，其特征在于，所述导电浆料包括第二导电剂和第二溶剂，所述导电浆料的固含量为4～6％；

4.根据权利要求3所述的一种正极浆料的制备方法，其特征在于，所述粘接剂、第一导电剂、第二导电剂的质量比为0.3～2.5：0.3～2.5：0.3～2.5；和/或，

5.根据权利要求1所述的一种正极浆料的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种正极浆料的制备方法，其特征在于，在得到所述正极浆料的步骤前，还包括：

7.根据权利要求7所述的一种正极浆料，其特征在于，所述第三次搅拌的搅拌转速为20～40rpm，搅拌时间为20～50min。

8.一种正极浆料，其特征在于，采用如权利要求1～7中任一项所述的制备方法制备得到，所述正极浆料包括粘接剂、第一导电剂、第二导电剂和正极活性材料，所述粘接剂、第一导电剂、第二导电剂和正极活性材料的质量比为0.3～2.5：0.3～2.5：0.3～2.5：90～99。

9.一种电池，包括正极极片，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括如权利要求8中所述的正极浆料或如权利要求1～7中任一项所述的制备方法所制得的正极浆料。

10.一种用电装置，其特征在于，包含如权利要求9所述的电池。

技术总结
本申请提供一种正极浆料及制备方法、电池、用电装置。正极浆料的制备方法包括如下步骤：将粘接剂、第一导电剂与导电浆料混合，得到第一胶液；向第一胶液加入正极活性材料总质量的20～70％，进行第一次搅拌，得到第二胶液；向第二胶液加入第一溶剂和剩余质量百分比的正极活性材料，进行第二次搅拌，得到正极浆料。通过改进投料步骤，一次性将粘接剂、第一导电剂和导电浆料进行混合，减少溶剂的投入，同时，将正极活性材料分批次投入，有效降低干混匀浆过程中的设备负载，减少对匀浆机的损伤，从而延长设备的使用寿命，降低浆料的品质风险。

技术研发人员：孙新乐,苏夏,侯月朋
受保护的技术使用者：蜂巢能源科技（盐城）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17