一种锂离子电池正极浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池正极浆料配方及其制备方法，按重量份包括正极活性物质：90～92份；导电剂：4～5份；粘结剂：4～5份；溶剂：54～58份；所述正极活性物质由锰酸锂和磷酸铁锂组成，按重量份，所述锰酸锂占磷酸铁锂的2～6%。本发明专利技术的配方及制备方法采用将长寿命锰酸锂引入磷酸铁锂，有效地改善了纯磷酸铁锂制备锂电池带来的一些缺点，不仅提高了正极片的压实密度，同时对正极材料的导电性和低温性能也有一定的改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池领域，特别涉及。
技术介绍
目前，磷酸铁锂多用于动力锂离子电池正极材料，并以其高安全、高循环性能受到 锂电池制造行业的青睐。但是采用纯磷酸铁锂来作锂电池正极活性物质，又存在一些缺点， 诸如磷酸铁锂导电、低温性能差，而且用纯磷酸铁锂和浆做出的正极片压实低等。
技术实现思路
本专利技术改善了上述缺点，提供了 一种锂离子电池用复合正极活性物质浆料及其制 备方法，该浆料具有较好的稳定性和一致性，极片的加工性能也有一定的改善。 本专利技术的一种锂离子电池正极浆料配方，其特征在于按重量份包括：正极活性物 质：90~92份；导电剂：4~5份；粘结剂：4~5份；溶剂：54~58份；所述正极活性物质 由锰酸锂和磷酸铁锂组成，按重量份，所述锰酸锂占磷酸铁锂的2~6%。 本专利技术所述导电剂选用炭黑和石墨，按重量份炭黑：石墨=1 :1~1 :2,所述粘结剂 选用聚偏氟乙烯，所述溶剂选用N-甲基吡咯烷酮。 本专利技术的一种锂离子电池正极浆料配方的制备方法，包括以下步骤： 1)、将正极活性物质在真空干燥箱中干燥，120°C下烘烤8~12小时，用露点温度 为-50°C的干燥气冷却至室温，待用； 2)、将粘结剂加入溶剂，混合搅拌6-8小时，静置3小时以上； 3)、将步骤2)所得的混合物搅拌30分钟，依次加入导电剂； 4)、将步骤3)所得的混合物搅拌30分钟，分2~3次加入步骤1)干燥后的正极 活性物质，每次加完后搅拌10分钟，最后再搅拌3小时，制成最终的浆料。 本专利技术的配方及制备方法采用将长寿命锰酸锂引入磷酸铁锂，有效地改善了纯磷 酸铁锂制备锂电池带来的一些缺点，不仅提高了正极片的压实密度，同时对正极材料的导 电性和低温性能也有一定的改善；另外，该配方中引入少量锰酸锂，其放电电压3. 0V，而偏 高于磷酸铁锂(磷酸铁锂动力电池放电电压常在2. 8V左右)，在电池使用过程中，当放电到 3. 0V时，根据电压指示会提示电池需要充电，这样就避免了电池电量过放，对延长电池的使 用寿命具有一定的现实意义。【附图说明】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细的说明： 图1为利用本专利技术配方正极浆料制作的电池放电曲线图； 图2为利用现有技术配方正极浆料制作的电池放电曲线图； 图3为不同配方正极浆料制作的电池容量保持率与循环次数比较； 图4为不同配方正极浆料制作的电池低温放电性能比较。【具体实施方式】 实施例 1 )、按重量份锰酸锂/磷酸铁锂铁锂=5%称量锰酸锂和磷酸铁锂，本实施例中的锰 酸锂采用河南科隆新能源有限公司的长寿命锰酸锂，磷酸铁锂采用河南科隆新能源有限公 司的磷酸铁锂，将按比例称好锰酸锂和磷酸铁锂在〇. 04-0. 06兆帕的真空干燥箱中，设定 温度120°C烘烤8-12小时，用露点温度为-50°C的干燥气冷却至室温； 按重量份，按正极活性物质：炭黑和石墨：聚偏氟乙烯：N-甲基吡咯烷酮=91. 5 : 4 :4. 5 :56的比例计算好各种物质取料重量，其中溶剂按固含量44%计算溶剂量，按重量份 炭黑：石墨=1 :1 ; 2)、将称量好的聚偏氟乙烯加入N-甲基吡咯烷酮，混合搅拌6-8小时，静置3小时 以上； 3)、将步骤2)所得的混合物搅拌30分钟，依次加入称量好的炭黑和石墨； 4)、将步骤3)所得的混合物搅拌30分钟，分2~3次加入步骤1)干燥后的正极 活性物质，每次加完后搅拌10分钟，最后再搅拌3小时，制成最终的浆料。 由本实施例制得的浆料，采用涂布机涂布，经过90_120°C鼓风干燥箱干燥，裁片、 棍压、制片，制得的正极片最大压实密度在2. 60g/cm3左右。 锂离子电池的制备：正极采用本实施例制得的浆料涂敷的极片；负极采用宏远 M1-25材料涂敷的极片；采用了韩国Wscope生产的25mm厚隔膜；电解液采用珠海赛维电子 材料有限公司生产的型号为2255A电解液；制备电池型号为18650型圆柱形锂电池(设计电 池容量1200mAh)。 实验例 1、比较例： 正极浆料的正极活性物质中不含锰酸锂时(现有技术)，电池正极浆料的制备方法 如下： 1)、将磷酸铁锂在0. 04-0. 06兆帕的真空干燥箱中，设定温度120°C烘烤8-12小 时，用露点温度为-50°C的干燥气冷却至室温，本实验例中磷酸铁锂采用河南科隆新能源有 限公司的磷酸铁锂； 按重量份，按磷酸铁锂：炭黑和石墨：聚偏氟乙烯：N-甲基吡咯烷酮=91. 5 :4 : 4. 5 :56的比例计算好各种物质取料重量，其中溶剂按固含量44%计算溶剂量，按重量份炭 黑：石墨=1 :1 ; 2)、将称量好的聚偏氟乙烯加入N-甲基吡咯烷酮，混合搅拌6-8小时，静置3小时 以上； 3)、将步骤2)所得的混合物搅拌30分钟，依次加入称量好的炭黑和石墨； 4)、将步骤3)所得的混合物搅拌30分钟，分2~3次加入步骤1)干燥后的磷酸 铁锂，每次加完后搅拌10分钟，最后再搅拌3小时，制成最终的浆料。 由本比较例制得的浆料，采用涂布机涂布，经过90-120°C鼓风干燥箱干燥，裁片、 棍压、制片，制得的正极片最大压实密度为2. 35g/cm3左右。 锂离子电池的制备：正极采用本比较例制得的浆料涂敷的极片，负极采用宏远 M1-25材料涂敷的极片，采用了韩国Wscope生产的25mm厚隔膜；电解液采用珠海赛维电子 材料有限公司生产的型号为2255A电解液；制备电池型号为18650型圆柱形锂电池(设计电 池容量1200mAh)。 2、实施例与比较例制得的电池性能测试对比： 1)电池内阻测试 使用交流内阻仪（lKHz, 50mA)对每种电池测试6块，测试结果见表下表： 从实际数据可看出，本专利技术配方制得电池比比较例制得电池内阻明显偏小，本发 明配方提高了电池正极片电导率。 2)电池容量与放电曲线 由图1、2放电曲线图显示，实施例放电曲线有两个放电平台（3. 0V很长的放电平 台，2. 7V左右放电平台时间较短)，比较例中的放电曲线中有一个放电平台（3. 0V);由放电 曲线可看出，两例制备的电池容量没有明显差异。 电池两次放电平台，根据电压指示仪提示弱电压，有利于警示客户及时对电池充 电，这样电池在实际应用中，就会避免电池电量过放，对延长电池的使用寿命具有一定的现 实意义。 3)循环性能 将实施例及比较例制备的电池在恒温25°C、相对湿度30%左右的环境中进行100 次充放电循环，测试方法如下： 仪器采用广州蓝奇锂离子电池测试柜，将制备好的电池以600mA(0. 5C)恒流充电 至4. 0V，再4. 0V恒压充电2小时，充电截止电流20mA，然后以600mA(0. 5C)放电至电压 2. 5V，循环重复上述流程，循环次数设定100次。 容量保持率测试结果如图3所示。从图中数据看出，实施例制作电池循环性能与 比较例制作的电池也没有大的差异。 4)低温性能测试 仪器采用天津苏瑞科技高低温测试柜，将制备好的电池在恒温25°C，以600mA (0. 5C)恒流充电至4. 0V，再4. 0V恒压充电2小时，充电截止电流20mA，然后在-20°C搁置 20 小时，以 360mA(0? 3C)放电到 2. 0V。 容量保持率测试结果如图4所示。从图中数据看出，实施例制作电池低温放电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池正极浆料配方，其特征在于按重量份包括：正极活性物质：90～92份；导电剂：4～5份；粘结剂：4～5份；溶剂：54～58份；所述正极活性物质由锰酸锂和磷酸铁锂组成，按重量份，所述锰酸锂占磷酸铁锂的2～6%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：常敬杭，徐云军，程迪，尹正中，郭雪丽，韩红芳，
申请(专利权)人：河南科隆新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41