锂离子电池正极浆料及其制备的锂离子电池正极片制造技术

一种锂离子电池正极浆料及其制备的锂离子电池正极片，所述锂离子电池正极浆料包括：正极活性物质磷酸铁锂，90～97%；导电剂为导电炭黑、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种，1～5%；粘接剂聚偏氟乙烯，1～3%；添加剂聚四氟乙烯树脂添加剂VT‑475，为粘接剂量的5%～30%；集流体为铝箔。本发明专利技术锂离子电池正极浆料稳定性好、浆料细度低；所得正极片粘接性好，制备过程及充放电过程中正极片膨胀率小；所得的电池内阻较小，倍率性能及循环寿命显著提高，可释放部分极片冷压过程中产生的应力且反应过程中颗粒之间接触更紧密，降低了电芯内阻及自放电率(压降)，提高了电池的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池正极浆料及其制备的锂离子电池正极片
本专利技术涉及一种锂离子电池正极浆料配方及其制备的锂离子电池正极片，属于锂离子电池制备

技术介绍
近年来，受益于国家对新能源汽车产业技术创新的补贴政策，相关企业不断追求动力电池能量密度和续航里程的提升，三元电池随之“走俏”，而锂电池另一重要分支磷酸铁锂电池的市场空间被压缩。然而，由于2019年新能源汽车补贴幅度较2018年下降超一半，乘用车单车补贴降幅超过70%，车企承压加剧，在这种情况下，不少车企首先将目光瞄向压缩成本。此时，磷酸铁锂作为活性物质生产的电池成本优势逐步凸显。对不少消费者来说，价格低、寿命长的磷酸铁锂电池更具竞争力。但磷酸铁锂材料制备的电池正极浆料存在稳定性差、分散困难，浆料细度较大；极片膨胀略大等缺点。
技术实现思路
为解决上述磷酸铁锂材料存在的缺陷，本专利技术提供了一种锂离子电池正极浆料，所得浆料稳定性好、浆料细度低。本专利技术的目的还在于提供用上述锂离子电池正极浆料制备的锂离子电池正极片，所得正极片粘接性好，制程过程及充放电过程中正极片膨胀低；所得的电池内阻较小，倍率性能及循环寿命显著提高，自放电率低(压降低)。本专利技术的锂离子电池正极浆料，按重量百分比计算包括：活性物质90～97%，导电剂1～5%，粘结剂1～4%，PVDF树脂添加剂量为粘接剂量的5%～30%；所述正极活性物质为磷酸铁锂；所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种；所述粘结剂包括聚四氟乙烯；所述添加剂为聚四氟乙烯树脂添加剂VT-475。本专利技术的锂离子电池正极浆料优选重量百分比为：活性物质92%～96%，导电剂1.66～4.15%，粘结剂1.8～3%，PVDF树脂添加剂量为粘接剂量的5～30%。本专利技术的锂离子电池正极浆料最佳重量百分比为：活性物质92.7%，导电剂4.15%，粘结剂3%，PVDF树脂添加剂量为粘接剂量的5%。本专利技术所述锂离子电池正极浆料制备的锂离子电池正极片，集流体为铝箔，技术方案在于：将正极活性物质、导电剂、粘接剂、PVDF添加剂混合均匀制成正极浆料，将正极浆料均匀涂覆在正极集流体上，干燥、冷压后得到锂离子电池正极片。与现有技术相比，本专利技术中引入PVDF添加剂构成配方用料，本专利技术通过引入PVDF添加剂利用电荷互斥和高分子电阻的作用同时连接PVDF粘结剂与正极材料活性物质，避免了PVDF与正极材料中强碱性基团的作用，提高了浆料稳定性，避免了浆料团聚，进而改善了浆料细度，减少涂布缺陷，提高浆料利用率；同时添加剂本身具有粘结剂的作用，在不降低粘结剂使用量同时对PVDF具有保护作用，可进一步提高了极片的粘接力，减少极片掉粉，减少了卷芯短路率；PVDF添加剂同时与正极材料与PVDF连接与现有技术相比，浆料细度低；制备过程及充放电过程中正极片膨胀率小；所得的电池内阻较小，倍率性能及循环寿命显著提高、自放电率低(压降低)。可释放部分极片冷压过程中产生的应力且反应过程中颗粒之间接触更紧密，减少反应过程中的极化，进而减小了电芯反应过程中极片膨胀率，降低了电芯内阻及自放电率(压降)，提高了电池的循环寿命。附图说明图1为实施例1～3与对比例1正极浆料粘度随时间变化性能曲线图；图2为实施例1～3与对比例1正极片粘接力测试数据对比图；图3为实施例1～3与对比例1电芯压降性能曲线对比图；图4为实施例1～3与对比例1电芯循环性能曲线对比图。具体实施方式实施例1本实施例中将正极活性物质磷酸铁锂、导电剂、粘接剂PVDF、PVDF树脂添加剂VT-475按照重量比92.7:4.15:3:0.15加入溶剂N-甲基吡咯烷酮制成锂离子电池正极浆料，所得浆料粘度变化如图1所示，浆料细度如表1所示。正极活性物质、导电剂、粘接剂、PVDF添加剂混合均匀制成正极浆料，将正极浆料均匀涂覆在正极集流体上，集流体为铝箔，干燥、冷压后得到锂离子电池正极片。所得锂离子电池正极片粘接力如图2所示，辊压后锂离子电池正极片膨胀率、分容后锂离子电池正极片膨胀率、电芯循环2000次后锂离子电池正极片膨胀率如表2所示。使用该锂离子电池正极片制成25Ah软包电芯内阻如表3所示、电池自放电率(常温静置90天)如图3所示、1C循环性能曲线如图4所示。实施例2本实施例中将正极活性物质磷酸铁锂、导电剂、粘接剂PVDF、PVDF树脂添加剂VT-475按照重量比93:4:2.5:0.5加入溶剂N-甲基吡咯烷酮制成锂离子电池正极浆料，所得浆料粘度变化如图1所示，浆料细度如表1所示。正极活性物质、导电剂SP、粘接剂、PVDF添加剂混合均匀制成正极浆料，将正极浆料均匀涂覆在正极集流体上，集流体为铝箔，干燥、冷压后得到锂离子电池正极片。所得锂离子电池正极片粘接力如图2所示，辊压后锂离子电池正极片膨胀率、分容后极片膨胀率、电芯循环2000次后极片膨胀率如表2所示。使用该正极片制成25Ah软包电芯内阻如表3所示、电池自放电率(常温静置90天)如图3所示、1C循环性能曲线如图4所示。实施例3本实施例中将正极活性物质磷酸铁锂、导电剂、粘接剂PVDF、PVDF树脂添加剂VT-475按照重量比96:1.66:1.8:0.54加入溶剂N-甲基吡咯烷酮制成锂离子电池正极浆料，浆料细度如表1所示。正极活性物质、导电剂SP、粘接剂、PVDF添加剂混合均匀制成正极浆料，集流体为铝箔，将正极浆料均匀涂覆在正极集流体上，干燥、冷压后得到锂离子电池正极片。所得极片粘接力如图2所示，辊压后极片膨胀率、分容后极片膨胀率、电芯循环2000次后极片膨胀率如表2所示。使用该正极片制成25Ah软包电芯内阻如表3所示、电池自放电率(常温静置90天)如图3所示、1C循环性能曲线如图4所示。对比例1本对比例中将正极活性物质磷酸铁锂、导电剂、粘接剂PVDF按照重量比93.5:3:3.5加入溶剂N-甲基吡咯烷酮制成正极浆料，浆料细度如表1所示。正极活性物质、导电剂、粘接剂、PVDF添加剂混合均匀制成正极浆料，将正极浆料均匀涂覆在正极集流体上，干燥后得到正极片。所得极片粘接力如图2所示，辊压后极片膨胀率、分容后极片膨胀率、电芯循环2000次后极片膨胀率如表2所示。使用该正极片制成25Ah软包电芯内阻如表3所示、电池自放电率(常温静置90天)如图3所示、1C循环性能曲线如图4所示。对上述实施例1～3和对比例1制得的正极浆料粘度（图1所示）、正极浆料细度（表1所示）、正极片粘接力（图2所示）、正极片反弹率（表2所示）以及对应制得的锂离子电池的电性能：内阻（表3所示）、自放电（图3所示）、循环性能（图4所示）结果进行对比，对比表明：如图1所示测试结果，按实施例1～3、对比例1配方得到的浆料，实施例1～3浆料粘度随时间变化曲线较为稳定，浆料稳定性较好，对比例1粘度变化较大，浆料稳定性较差。如表1所示测试结果，按实施例1～3、对比例1配方得到的浆料，实施例1～3浆料细度较小，对比例1浆料细度较大。...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：按重量百分比包括：活性物质90～97% ，导电剂1～5%，粘结剂 1～4%，PVDF树脂添加剂量为粘接剂量的5%～30%；/n所述正极活性物质为磷酸铁锂；/n所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种；/n所述粘结剂包括聚四氟乙烯；/n所述添加剂为聚四氟乙烯树脂添加剂VT-475。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：按重量百分比包括：活性物质90～97%，导电剂1～5%，粘结剂1～4%，PVDF树脂添加剂量为粘接剂量的5%～30%；
所述正极活性物质为磷酸铁锂；
所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种；
所述粘结剂包括聚四氟乙烯；
所述添加剂为聚四氟乙烯树脂添加剂VT-475。


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：其重量百分比为：活性物质92%～96%，导电剂1.66～4.15%，粘结...

【专利技术属性】
技术研发人员：马可，张应，刘勇，张宝华，孙光忠，
申请(专利权)人：骆驼集团新能源电池有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42