高镍三元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高镍三元锂离子电池正极浆料及其制备方法，高镍三元锂离子电池正极浆料包括原料及其重量份数如下：高镍三元正极粉料90‑98份、导电剂1‑5份、粘结剂1‑5份；所述高镍三元正极粉料的分子式为LiNixCoyMzO2，其中x+y+z＝1，0.6≤x＜1，M为金属元素；所述粘结剂为由高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂混合形成的复合粘结剂，并且所述高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂的重量比例为1:1～4:1。本发明专利技术采用复合粘结剂代替单一的粘结剂，兼顾流动性和粘结性，满足锂离子电池正极浆料的生产要求，保证电芯性能。

Anode material of high nickel three element lithium ion battery and preparation method thereof

The invention discloses a high three yuan nickel lithium ion battery anode slurry and its preparation method, three yuan high nickel lithium ion battery anode slurry including raw materials and parts by weight are as follows: three yuan high nickel positive mix 90 98 copies, 5 copies of the 1 conductive agent and binder 1 5; molecular formula the Gao Niesan Yuan Zhengji powder is LiNixCoyMzO2, where x+y+z = 1, 0.6 < x < 1, M for metal elements; the adhesive by high adhesive bond strength and alkali resistant binder are mixed to form a composite binder, and the high adhesive bond strength and alkali resistance of the adhesive weight ratio of 1:1 to 4:1. The invention adopts a composite binder to replace a single binder, and takes into account the fluidity and the bonding property, so as to meet the production requirements of the positive electrode slurry of the lithium ion battery and ensure the performance of the core.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种高镍三元锂离子电池正极浆料及其制备方法。
技术介绍
目前电动汽车用动力锂离子电池市场前景广阔，高能量密度的三元动力电池日益受到各车厂及电池制造商的认可，需求量大。为保证长的续航能力，三元动力电池也不断向高镍方向发展，此处高镍指的是使用的三元材料中Ni含量不断增加，常见的高镍三元有NCM811、NCA等。而高镍三元材料在实际电池生产商制造过程中极易出现浆料果冻粘稠的问题，这是由于该材料的制作工艺引起的。高镍三元在生产制造过程中因锂盐在高温煅烧过程中存在一定的挥发，在配料时会提高锂盐含量(一般选用LiOH做为锂源，过量0.5％-1％)。当烧结完成后，最终有少量的锂盐残留在高镍材料表面。而材料表面残碱一旦与空气接触，极易吸附空气中的CO2、H2O，形成碱性物质。正极浆料配置过程中，主料高镍三元表面的碱性物质会攻击正极胶液中粘结剂，导致粘结剂形成双键，产生胶粘，最终引起浆料果冻，影响涂布过程并导致电芯性能恶化。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种保证浆料有良好的流动性及涂布时与箔材有良好的粘附性的高镍三元锂离子电池正极浆料及其制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高镍三元锂离子电池正极浆料，包括原料及其重量份数如下：高镍三元正极粉料90-98份、导电剂1-5份、粘结剂1-5份；所述高镍三元正极粉料的分子式为LiNixCoyMzO2，其中x+y+z＝1，0.6≤x＜1，M为金属元素；所述粘结剂为由高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂混合形成的复合粘结剂，并且所述高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂的重量比例为1:1～4:1。优选地，所述M为Mn或Al。优选地，所述导电剂为导电石墨、炭黑、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。优选地，所述高粘结强度粘结剂包括氟系树脂和聚烯烃类聚合物中的一种或多种，所述聚合物中的支链包括以下至少一种取代基：-R1-CO-R2、-R3-CO-OR4；其中R1、R2、R3、R4为H或烷基。优选地，所述高粘结强度粘结剂中，取代基的取代率为20～150％。优选地，所述高粘结强度粘结剂的分子量为1000000～1500000，玻璃化温度为-35℃～-45℃。优选地，所述耐碱性粘结剂包括氟系树脂和聚烯烃类聚合物中的一种或多种，所述聚合物中的支链包括以下至少一种取代基：-R1-O-SO2-O-R2、-R3-SO3H、-R4O-PO-(OH)2；其中R1、R2、R3、R4为H或烷基。优选地，所述耐碱性粘结剂中，取代基的取代率为20～150％。优选地，所述耐碱性粘结剂的分子量为600000～1000000，玻璃化温度为-25℃～-35℃。优选地，高镍三元锂离子电池正极浆料还包括适量的溶剂，使所述高镍三元锂离子电池正极浆料的固体物质含量为60％-80％。优选地，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。本专利技术还提供一种以上任一项所述的高镍三元锂离子电池正极浆料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S1、按重量份数称取各原料；S2、将原料中的复合粘结剂加入溶剂中，搅拌均匀并真空除泡，制得胶液；S3、将导电剂加入所述胶液中，搅拌均匀后加入高镍三元正极粉料，真空高速搅拌，获得高镍三元锂离子电池正极浆料；或者，所述制备方法包括以下步骤：S1＇、按重量份数称取各原料；S2＇、将各原料加入搅拌罐内，搅拌均匀；S3＇、往所述搅拌罐内逐步加入溶剂，搅拌均匀后获得高镍三元锂离子电池正极浆料。优选地，步骤S2包括：S2.1、将复合粘结剂的高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂任一种加入溶剂中，搅拌均匀后再加入另一种；或者，将复合粘结剂的高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂同时加入溶剂中；S2.2、搅拌均匀并真空除泡，制得胶液。本专利技术的有益效果：采用复合粘结剂代替单一的粘结剂，兼顾流动性和粘结性，满足锂离子电池正极浆料的生产要求，保证电芯性能。其中，通过复合粘结剂中的耐碱性粘结剂的选择，保证在碱性环境下粘结剂稳定存在，不生成双键，具有较好的流动性。复合粘结剂中的高粘结强度粘结剂的选择，保证粘结剂具有较高的粘附力，涂布时能够很好地粘附在箔材上。具体实施方式本专利技术的高镍三元锂离子电池正极浆料，包括原料及其重量份数如下：高镍三元正极粉料90-98份、导电剂1-5份、粘结剂1-5份。高镍三元正极粉料作为主料，其分子式为LiNixCoyMzO2。其中x+y+z＝1，0.6≤x＜1，且y＞0，z＞0；M为金属元素，如为Mn、Al或其他的金属元素。高镍三元正极粉料可市购获得。导电剂可以选用导电石墨、炭黑、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯和石墨类导电剂中的一种或多种。粘结剂为由高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂混合形成的复合粘结剂。并且，高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂的重量比例优选为1:1～4:1，适当的比例确保正极浆料具有复合要求的流动性(不发生果冻现象)和粘结性。复合粘结剂中，优选以高粘结强度粘结剂为主，耐碱性粘结剂作为辅助添加剂，其具体用量可根据高镍三元正极粉料的pH(通常为11.30-11.80)调整，避免制成的正极浆料出现果冻现象。具体地，高粘结强度粘结剂包括氟系树脂(含氟树脂)和聚烯烃类聚合物等中的一种或多种，前述的聚合物中的支链包括以下至少一种取代基：-R1-CO-R2、-R3-CO-OR4；其中R1、R2、R3、R4为H或烷基。优选地，高粘结强度粘结剂中，取代基的取代率为20～150％。高粘结强度粘结剂的分子量为1000000～1500000，玻璃化温度为-35℃～-45℃。高粘结强度粘结剂中，氟系树脂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等。聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯等，进一步可为苯乙烯-丁二烯共聚物，丙烯酸系共聚物等。耐碱性粘结剂包括氟系树脂(含氟树脂)和聚烯烃类聚合物中的一种或多种，前述的聚合物中的支链包括以下至少一种取代基：-R1-O-SO2-O-R2、-R3-SO3H、-R4O-PO-(OH)2；其中R1、R2、R3、R4为H或烷基。优选地，耐碱性粘结剂中，取代基的取代率为20～150％。耐碱性粘结剂的分子量为600000～1000000，玻璃化温度为-25℃～-35℃。耐碱性粘结剂中，氟系树脂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等。聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯等，进一步可为苯乙烯-丁二烯共聚物，丙烯酸系共聚物等。进一步地，高镍三元锂离子电池正极浆料还包括适量的溶剂，使高镍三元锂离子电池正极浆料的固体物质含量为60％-80％。溶剂可选用N-甲基吡咯烷酮。本专利技术的高镍三元锂离子电池正极浆料的第一实施例的制备方法，可包括以下步骤：S1、按重量份数称取各原料：高镍三元正极粉料90-98份、导电剂1-5份、粘结剂1-5份。粘结剂为由高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂混合形成的复合粘结剂。S2、将原料中的复合粘结剂加入溶剂中，搅拌均匀并真空除泡，制得胶液。控制胶液的温度为25-50℃。进一步地，步骤S2可包括：S2.1、将高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂任一种加入溶剂中，搅拌均匀后再加入另一种。或者，将复合粘结剂的高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂同时加入溶剂中。S2.2、搅拌均匀并真空除泡，制得胶液。S3、将导电剂加入步骤S2制得的胶液中，搅拌均匀后加入高镍三元正极粉料，真空高速搅拌，获得高镍三元锂离子电池正极浆料。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高镍三元锂离子电池正极浆料，其特征在于，包括原料及其重量份数如下：高镍三元正极粉料90‑98份、导电剂1‑5份、粘结剂1‑5份；所述高镍三元正极粉料的分子式为LiNixCoyMzO2，其中x+y+z=1，0.6≤x＜1，M为金属元素；所述粘结剂为由高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂混合形成的复合粘结剂，并且所述高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂的重量比例为1:1～4:1。

【技术特征摘要】
1.一种高镍三元锂离子电池正极浆料，其特征在于，包括原料及其重量份数如下：高镍三元正极粉料90-98份、导电剂1-5份、粘结剂1-5份；所述高镍三元正极粉料的分子式为LiNixCoyMzO2，其中x+y+z=1，0.6≤x＜1，M为金属元素；所述粘结剂为由高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂混合形成的复合粘结剂，并且所述高粘结强度粘结剂和耐碱性粘结剂的重量比例为1:1～4:1。2.根据权利要求1所述的高镍三元锂离子电池正极浆料，其特征在于，所述M为Mn或Al；所述导电剂为导电石墨、炭黑、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的高镍三元锂离子电池正极浆料，其特征在于，所述高粘结强度粘结剂包括氟系树脂和聚烯烃类聚合物中的一种或多种，所述聚合物中的支链包括以下至少一种取代基：-R1-CO-R2、-R3-CO-OR4；其中R1、R2、R3、R4为H或烷基。4.根据权利要求3所述的高镍三元锂离子电池正极浆料，其特征在于，所述高粘结强度粘结剂中，取代基的取代率为20～150%；所述高粘结强度粘结剂的分子量为1000000～1500000，玻璃化温度为-35℃～-45℃。5.根据权利要求1所述的高镍三元锂离子电池正极浆料，其特征在于，所述耐碱性粘结剂包括氟系树脂和聚烯烃类聚合物中的一种或多种，所述聚合物中的支链包括以下至少一种取代基：-R1-O-SO2-O-R2、-R3-SO3H、-R4O-PO-(OH)2；其中R1、R2、R3...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝佳丽，付容，
申请(专利权)人：深圳拓邦股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44