一种锂离子电池正极浆料及其制备方法_2

文档序号:8225082阅读:来源:国知局
2200转/分钟条件下高速搅拌5小时,真空消泡后,浆料经150目筛网过滤两遍后即得到所述的锂离子电池正极浆料,未见明显凝胶现象,浆料可以正常在铝箔上完成涂布。
[0017]实施例2
利用除湿机控制合浆和涂布环境的大气湿度为65%rh,将2 kg衣康酸酐一次性加入到180 kg N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,在高速合浆机中常温搅拌0.5小时至衣康酸酐完全溶解,再停机加入粘结剂PVDF(HSV900) (7.8 kg),控制温度在56°C,自转为1800转/分钟条件下高速搅拌4小时至粘结剂完全溶解,随后真空消泡I小时制得含添加剂衣康酸酐的胶液。然后向胶液中加入Super P (6.9 kg),KS-6 (0.8 kg),自转500转/分钟条件下搅拌0.5小时,然后1500转/分钟条件下搅拌I小时,再分2次加入高电压正极材料LiNi0.5MnL 504 (160kg),每次加入后均以800转/分钟的转速搅拌30分钟,随后,1800转/分钟条件下高速搅拌8小时,真空消泡后,浆料经120目筛网过滤两遍后即得到所述的锂离子电池正极浆料,未见明显凝胶现象,浆料可以正常涂布。
[0018]将涂布后制成的正极极片、金属锂片、25umPE基隔膜和IM LiPF6 EC/DMC(3/7 vol)组装成CR2016纽扣电池,在3.5-4.9V (vs Li/Li+)的电压区间内进行充放电,半电池常温IC循环950次容量衰减至初始容量的81%,而浆料中未添加衣康酸酐添加剂的电池常温IC循环430次就衰减至初始容量的80% ;循环后的正极极片经XPS检测,浆料中含有添加剂的正极镍锰酸锂极片表面依然清晰可见镍、锰等元素信号,而未添加添加剂的正极极片表面镍、锰等元素XPS信号不明显,说明浆料中添加剂起到对正极材料的原位包覆作用,有效的降低了正极材料与电解液的界面副反应。
[0019]实施例3
利用除湿机控制合浆和涂布环境的大气湿度为30%rh,将0.5 kg邻苯二甲酸酐一次性加入到160 kg N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,在高速合浆机中常温搅拌I小时至邻苯二甲酸酐完全溶解,再停机加入粘结剂PVDF(HSV900) (7.8 kg),控制温度在56°C,自转为1800转/分钟条件下高速搅拌4小时至粘结剂完全溶解,随后真空消泡0.5小时制得含添加剂邻苯二甲酸酐的胶液。然后向胶液中加入Super P (6.9 kg), KS-6 (0.8 kg),自转500转/分钟条件下搅拌0.5小时,然后1500转/分钟条件下搅拌I小时,再分5次加入磷酸铁锰锂和三元材料(LiNia6Coa2Mna2O2)的混合粉料(160kg),每次加入后均以500转/分钟的转速搅拌30分钟,随后,1800转/分钟条件下高速搅拌8小时,真空消泡后,浆料经150目筛网过滤两遍后即得到所述的锂离子电池正极浆料。
[0020]实施例4
利用除湿机控制合浆和涂布环境的大气湿度为40%rh,将0.5 kg戊二酸酐一次性加入到160 kg 二甲基甲酰胺中,在高速合浆机中常温搅拌I小时至戊二酸酐完全溶解,再停机加入粘结剂聚四氟乙烯(7.8 kg),控制温度在56°C,自转为1800转/分钟条件下高速搅拌
2.5小时至粘结剂完全溶解,随后真空消泡0.5小时制得含添加剂戊二酸酐的胶液。然后向胶液中加入Super P (3.9 kg),KS-6 (0.5 kg),自转500转/分钟条件下搅拌0.5小时,然后1500转/分钟条件下搅拌2小时,再分5次加入锰酸锂和三元材料(LiNia5Coa2Mna3O2)的混合粉料(160kg),每次加入后均以500转/分钟的转速搅拌I小时,随后,2500转/分钟条件下高速搅拌5小时,浆料经添加二甲基甲酰胺调节粘度在8000里泊后,真空消泡,经120目筛网过滤两遍后即得到所述的锂离子电池正极浆料。
【主权项】
1.一种锂离子电池正极浆料,其特征在于,包括:正极材料、粘结剂、溶剂、导电剂和添加剂;所述的添加剂可以起到合浆过程中调节浆料PH值的作用,以及在电池充放电过程中对正极材料原位包覆的作用。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料,其特征在于所述浆料的制备和涂布过程可以在相对湿度为0-70%rh的大气环境中操作完成。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料,其特征在于所述添加剂为环酸酐类添加剂,包括丁烯二酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、庚二酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐和邻苯二甲酸酐中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料,其特征在于,所述的添加剂的用量为正极材料重量的0.01-3%。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料,其特征在于,所述正极材料为磷酸铁锂、磷酸铁锰锂、磷酸锰锂、锰酸锂、三元素材料、高电压镍锰酸锂正极材料、高容量锰基富锂材料中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料,其特征在于,所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料,其特征在于,所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜和四氢呋喃中的一种或几种。
【专利摘要】本发明涉及一种锂离子电池正极浆料及其制备方法,所述浆料包括:正极材料、粘结剂、溶剂、导电剂和添加剂;所述浆料可以在相对湿度为0-70%rh的大气环境中操作完成;所述的添加剂为环酸酐类添加剂;本发明在正极材料合浆过程中加入环酸酐类添加剂,用于调节浆料pH值,有效解决正极材料合浆时浆料的凝胶问题;同时,利用合浆过程实现添加剂对正极材料的均匀包覆,从而进一步实现正极材料在充放电过程中的原位包覆,降低正极材料的表面活性,抑制电解液的氧化分解,解决正极材料与电解液的匹配问题。
【IPC分类】H01M4-62
【公开号】CN104538640
【申请号】CN201510000787
【发明人】杨续来, 汪涛, 谢佳
【申请人】合肥国轩高科动力能源股份公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月4日
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