一种改进型锂离子电池正极用导电胶液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种改进型锂离子电池正极用导电胶液及其制备方法和应用，步骤1）将溶液全部投入到搅拌罐中，加入导电剂，进行第一搅拌处理；步骤2）对搅拌罐进行抽真空处理，开启循环冷却水，保持罐内温度40~50℃，进行第二搅拌处理；步骤3）充入除水氮气，待气压平衡后，依次加入分散剂和悬浮剂，加入粘接剂并进行第三搅拌处理；步骤4）进行抽真空处理，开启循环冷却水，保持罐内温度40~50℃，进行第四搅拌处理得到改进型锂离子电池正极用导电胶液。通过在导电胶液的配方中添加分散剂和悬浮剂，可有效解决现有的锂离子电池浆料中，固含量偏低、导电剂难以分散均匀、极片阻抗不均一，极片发脆的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种改进型锂离子电池正极用导电胶液及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种改进型锂离子电池正极用导电胶液及其制备方法和应用。
技术介绍
为了解决现有的锂离子电池浆料中导电剂难以有效分散均匀、极片阻抗均一性差的问题，申请号为201711488398.8的专利公开了一种锂离子电池用正极导电胶液及其制备方法和应用，其采用由粘结剂、导电剂和溶剂经特定方法制成的锂离子电池用正极导电胶液作为原料，由于导电剂、粘结剂在液态导电液中分散均匀，因此，通过添加已经分散均匀的锂离子电池用正极导电胶液，可以获得导电剂分散性明显提高的正极浆料，进而提高极片阻抗均一性。但是，在具体生产过程中，其方案存在下述不足：第一、电池极片的柔韧性较差，极片出现脆片，容易折断，会影响其加工性能并且会对电芯的安全性造成影响，比如，加大电芯内短路的风险。第二、电池极片内阻值偏高，放电时,电池发热更高，不利于锂离子电池的散热和大电流放电。第三、浆料的固含量较低，浆料生产过程中使用的溶剂（NMP）的用量就对应增加，而NMP作为一种贵重溶剂，导致生产成本及后续使用回收等成本都相应增加。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种改进型锂离子电池正极用导电胶液及其制备方法和应用，旨在解决现有的锂离子电池浆料中，固含量偏低、导电剂难以分散均匀、极片阻抗不均一，极片发脆的问题。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种改进型锂离子电池正极用导电胶液，包括以下质量份数的各组分：导电剂：5-10份；粘结剂：5-15份；分散剂：0.1-1份；悬浮剂：0.01-0.1份；溶液：74-90份。优选，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述悬浮剂为乙烯基硅油。优选，所述导电剂为碳系无机物一种或多种混合物；所述粘接剂为YT-9000聚偏氟乙烯；所述溶剂为N-甲基吡络烷酮。优选，所述分散剂的质量份数为0.3-0.6份；所述悬浮剂的质量份数为0.01-0.03份。优选，所述导电剂的质量份数为6-8份；所述粘结剂的质量份数为5-7份；所述溶液的质量份数为81-89份。一种改进型锂离子电池正极用导电胶液的制备方法，包括如下步骤：步骤1）将溶液全部投入到搅拌罐中，加入导电剂，进行第一搅拌处理；步骤2）对搅拌罐进行抽真空处理，保持罐内温度40~50℃，进行第二搅拌处理；步骤3）充入除水氮气，待气压平衡后，依次加入分散剂和悬浮剂，加入粘接剂并同时进行第三搅拌处理；步骤4）进行抽真空处理，保持罐内温度40~50℃，进行第四搅拌处理得到改进型锂离子电池正极用导电胶液。优选，第一搅拌处理的转速为100~300rpm，搅拌时间为20-40min；第二搅拌处理的转速为500~1500rpm，搅拌时间为40-60min；第三搅拌处理的转速为100~300rpm；第四搅拌处理的转速为500~1500rpm，搅拌时间为3~8h。优选，步骤2）中，搅拌罐进行抽真空至压力为-0.08~-0.1MPa。优选，步骤3）至4）中，将粘接剂分3~6批依次加入，粘接剂添加完后，搅拌罐进行抽真空至压力为-0.08~-0.1MPa。优选，进行第四搅拌处理后，测试混合物固含量、细度以及水分，合格后得到制备的改进型锂离子电池正极用导电胶液。一种改进型锂离子电池正极浆料的制备方法，改进型锂离子电池正极用导电胶液采用上述任意一项所述的方法制备而成。本专利技术的有益效果是：通过在导电胶液的配方中添加分散剂和悬浮剂，其中，分散剂可以使浆料内物料颗粒间距离更均匀，减少颗粒团聚，提高固含量；悬浮剂可以提高液体悬浮能力，防止物料沉降，进而提高固含量，可有效解决现有的锂离子电池浆料中，固含量偏低、导电剂难以分散均匀、极片阻抗不均一，极片发脆的问题。进一步的，综合浆料固含量、电池极片柔韧性、电池极片内阻和NMP用量确定分散剂和悬浮剂的含量，当分散剂的质量份数为0.45份、悬浮剂的质量份数为0.02份时，浆料固含量从现有的55%上升至60%，电池极片的弯曲强度从95%下降到85%，电池极片的内阻从现有的21.3mΩ可以降低到15.0mΩ，1GWH电池可以节省成本高达400万。附图说明图1是本专利技术分散剂使用量对浆料固含量的影响柱形图；图2是本专利技术分散剂使用量对电池极片柔韧性相对影响柱形图；图3是本专利技术分散剂使用量对电池极片内阻的影响柱形图；图4是本专利技术分散剂使用量对NMP用量的影响柱形图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。一种改进型锂离子电池正极用导电胶液，包括以下质量份数的各组分：导电剂：5-10份；粘结剂：5-15份；分散剂：0.1-1份；悬浮剂：0.01-0.1份；溶液：74-90份。优选，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述悬浮剂为乙烯基硅油。优选，所述导电剂为碳系无机物一种或多种混合物，碳系无机物指含碳的无机物，比如碳纳米管、导电炭黑等；所述粘接剂为YT-9000聚偏氟乙烯；所述溶剂为N-甲基吡络烷酮。如图1所示，随着分散剂使用量增加（质量百分比为0.01%-0.5%），浆料的固含量逐渐提高，呈现上升趋势，可由55%逐步提到60%。当分散剂的用量超过0.5%以后，浆料的固含量呈现平稳趋势，也即分散剂的用量并非越多越好。如图2所示，随着分散剂使用量增加（质量百分比为0.01%-0.5%），电池极片的柔韧性逐渐提高。电池极片的柔韧性可以通过测试极片的屈服强度或者其他方法测量，比如，在一慢速恒定压力速率下，采用三点式弯曲的方式，测量喷涂过的电池极片弯曲强度，通过弯曲强度的大小表征材料的软硬，通常弯曲强度越大，表明材料越硬，反之越软。通过与未加入分散剂的极片（假定100%）比较下降或上升比率。图2中，随着分散剂的增加，电池的弯曲强度下降，表明材料的柔韧性有所增加，随着添加量的增大，柔韧性继续加大，分散剂的加入对于电池极片的柔韧性提高有明显作用。如图3所示，少量添加分散剂，电池极片内阻值降低，分散剂添加到0.5%时，电池极片的内阻从21.3mΩ降低到15.2mΩ，但随着分散剂的增加电池极片内阻也增加，先呈现平缓增加，随着分散剂用量的加大，内阻开始升高。如图4所示，少量使用分散剂，NMP用量变化曲线与浆料固含量曲线呈现相反图线，NMP作为一种贵重溶剂，用量越少成本越低，后续使用回收等成本都相应减少。当分散剂含量超过0.5%时，NMP用量基本持平。固含量提高后，浆料生产过程NMP使用量降低，成本降低，1GWH电池节省成本约300-400万。综合浆料固含量、电池极片柔韧性、电池极片内阻和NMP用量，本专利技术少量添加分散剂，优选分散剂的质量份数为0.3-0.6份。对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进型锂离子电池正极用导电胶液，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：/n导电剂：5-10份；/n粘结剂：5-15份；/n分散剂：0.1-1份；/n悬浮剂：0.01-0.1份；/n溶液：74-90份。/n

【技术特征摘要】
1.一种改进型锂离子电池正极用导电胶液，其特征在于，包括以下质量份数的各组分：
导电剂：5-10份；
粘结剂：5-15份；
分散剂：0.1-1份；
悬浮剂：0.01-0.1份；
溶液：74-90份。


2.根据权利要求1所述的一种改进型锂离子电池正极用导电胶液，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述悬浮剂为乙烯基硅油。


3.根据权利要求1所述的一种改进型锂离子电池正极用导电胶液，其特征在于，所述导电剂为碳系无机物一种或多种混合物；所述粘接剂为YT-9000聚偏氟乙烯；所述溶剂为N-甲基吡络烷酮。


4.根据权利要求2所述的一种改进型锂离子电池正极用导电胶液，其特征在于，所述分散剂的质量份数为0.3-0.6份；所述悬浮剂的质量份数为0.01-0.03份。


5.根据权利要求3所述的一种改进型锂离子电池正极用导电胶液，其特征在于，所述导电剂的质量份数为6-8份；所述粘结剂的质量份数为5-7份；所述溶液的质量份数为81-89份。


6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种改进型锂离子电池正极用导电胶液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1）将溶液全部投入到搅拌罐中，加入导电剂，进行第一搅拌处理；
步骤2）对搅拌罐进行抽真空处理，保持罐内温度40~50℃，进行第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永鹤，李双双，
申请(专利权)人：深圳一特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44