【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，特别是涉及一种磷酸铁锂电池正极用浆料、磷酸铁锂电池电极、磷酸铁锂电池及其制作方法。
技术介绍
1、磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点，而制作磷酸铁锂电池的材料具有安全性能好、循环性能优异、环境友好、原料来源广泛等特点，其中，锂、铁、磷都是地球上储量丰富的元素，尤其是铁系材料原料来源广，价格低廉，被公认为新一代锂离子电池首选正极材料，已成为当今世界上主要发达国家的重点研究和发展方向。而且，由于其高温下自身以及所使用的电解液稳定，并具有良好的高温循环性能，特别适合于做动力电池。磷酸铁锂锂离子电池，近年来在电动工具、储能、电动汽车上得到了大量开发与应用。
2、目前制备磷酸铁锂正极浆料大都采用湿法制浆工艺，这种工艺设备投入大、制浆过程复杂、制浆耗时长、混合不彻底、效率低，为了缩短制浆时间，提高生产效率，人们开始探索研究干混制浆工艺，如中国专利cn103700861b公开了一种锂离子电池正极浆料合浆工艺，该工艺将磷酸铁锂、导电剂在干混条件下搅拌均匀，之后再加入粘结剂、蒸馏水和聚合剂进行混合搅拌，但是上述工艺制浆获得的正极活性物含量还有待提高，电池的能量密度和内阻虽有改善，却电化学性能总体并不理想，而且浆料稳定性有待提高，匀浆效果不理想；循环寿命有限1500次开始衰减。
3、因此，亟需一种能有效提高当前磷酸铁锂正极浆料活性物含量、提高电化学性能、提高浆料稳定性的磷酸铁锂电池正极用浆料及其制作工艺。
技术实现
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种能显著提高活性物含量、提高电化学性能以及浆料稳定性的磷酸铁锂电池正极用浆料、磷酸铁锂电池电极、磷酸铁锂电池及其制作方法。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
3、
4、
5、所述活性磷酸铁锂材料为掺杂有三元材料的磷酸铁锂材料，磷酸铁锂材料的粒度范围为2～6μm，磷酸铁锂材料与三元材料的质量配比为5～8∶2～5；所述三元材料为高镍三元材料lini0.8co0.15al0.05o2、lini0.815co0.15al0.035o2、lini0.88co0.09al0.03o2及ni摩尔占比在0.9以上的镍钴铝酸锂中的一种，其中所述镍钴铝酸锂的化学通式为linixcoyal1-x-yo2，0.7＜x＜1,0＜y＜0.3；
6、所述正极有机助剂为异丙醇胺、甘二醇和聚乙二醇形成的有机混合溶液，异丙醇胺、甘二醇和聚乙二醇的重量配比为5～7∶2～3∶1～2；所述聚乙二醇的分子量为200～600。
7、作为本专利技术的优选，所述磷酸铁锂电池正极用浆料包括如下重量份数的组分：
8、
9、所述活性磷酸铁锂材料为掺杂有三元材料的磷酸铁锂材料，磷酸铁锂材料的粒度范围为2～6μm，磷酸铁锂材料与三元材料的质量配比为5～8∶2～5；所述三元材料为高镍三元材料lini0.8co0.15al0.05o2、lini0.815co0.15al0.035o2、lini0.88co0.09al0.03o2及ni摩尔占比在0.9以上的镍钴铝酸锂中的一种，其中所述镍钴铝酸锂的化学通式为linixcoyal1-x-yo2，0.7＜x＜1,0＜y＜0.3；
10、所述正极有机助剂为异丙醇胺、甘二醇和聚乙二醇形成的混合溶液，异丙醇胺、甘二醇和聚乙二醇的重量配比为7∶2∶1；所述聚乙二醇的分子量为200～600。
11、作为本专利技术的优选，稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57～71的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪(sc)和钇(y)共17种元素的氧化物。氧化镧分子式la o3，分子量325.84。具体的，所述稀土氧化物为镧、铈、钇、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钪的氧化物中的至少一种。
12、作为本专利技术的优选，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈和氧化钇的混合物，氧化镧、氧化铈和氧化钕的质量比为8∶1∶1；稀土氧化物的粒度范围为2～4μm或4～8μm。优选为2～4μm。由于稀土元素可以通过提供电荷和参与反应来提高电池活性，可以增强正极材料与负极材料之间的相容性，从而提高电池的性能。此外，稀土元素还可以在这些电池中稀土元素被用来增强材料之间的结合力和增加电池的容量，被用来改善电池的循环性能和容量保持率。
13、作为本专利技术的优选，所述三元材料为高镍三元材料lini0.88co0.09al0.03o2。
14、作为本专利技术的优选，磷酸铁锂与三元材料的重量配比为8∶2。
15、作为本专利技术的优选，所述粘结剂为分子量为100万～120万的聚偏氟乙烯。
16、作为本专利技术的优选，所述正极溶剂为聚乙烯吡咯烷酮和n-甲基吡咯烷酮的混合溶液，所述聚乙烯吡咯烷酮和所述n-甲基吡咯烷酮的质量配比为1～2∶8～9，所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为10000～25000。
17、作为本专利技术的优选，所述聚乙烯吡咯烷酮和所述n-甲基吡咯烷酮的质量配比为1.5∶8.5，所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为10000～25000。
18、作为本专利技术的优选，所述导电剂为碳纳米管、石墨烯、sp、ks-6中的一种或多种的混合物，且所述导电剂的粒度范围为2～4μm。
19、本专利技术的目的之二在于提供了一种磷酸铁锂电池正极，其特征在于，其是由上述磷酸铁锂电池正极用浆料制成的。
20、本专利技术的目的之三在于提供了一种磷酸铁锂电池，其特征在于，其包括所述的磷酸铁锂电池正极。
21、作为本专利技术的优选，所述磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
22、按重量份称取95～97份活性磷酸铁锂材料、0.1～1份稀土氧化物、1～2份乙炔黑、0.5～2份导电剂、1～5份粘结剂、2～3份正极有机助剂和30～40份正极溶剂；
23、用正极溶剂将粘结剂配制成胶液；
24、将称取的稀土氧化物、乙炔黑、导电剂干混均匀后，缓慢加入部分胶液，在15～30rpm转速下搅拌混合15～30min，得混料a；
25、在混料a中分多次加入活性磷酸铁锂材料和正极有机助剂，得混料b；控制搅拌转速以梯度方式进行15～80rpm，搅拌时间为1～2h；
26、在混料b中缓慢加入剩余胶液，搅拌转速为15～80rpm，以梯度方式进行搅拌1～2h，得磷酸铁锂电池正极用浆料，所述磷酸铁锂电池正极用浆料的固含量为60～70％，浆料粘度值为6000～12000mpa·s，浆料细度≤20μm；
27、将配制好的浆料在室温下用挤压式涂布机涂覆在洁净干燥的铝箔上；
28、将涂布好的极片放在真空烘箱中，在80～120℃下烘烤12～16h，辊压、模切得到正极电极片；
29、将制备的极片裁切成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于：所述稀土氧化物为镧、铈、钇、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钪的氧化物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于：所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈和氧化钕的混合物，氧化镧、氧化铈和氧化钕的质量比为8∶1∶1；稀土氧化物的粒度范围为2～4μm。
5.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于，磷酸铁锂与三元材料的重量配比为8∶2。
6.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于：所述粘结剂为分子量为100万～120万的聚偏氟乙烯；所述正极溶剂为聚乙烯吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮的混合溶液，所述聚乙烯吡咯烷酮和所述N-甲基吡咯烷酮的质量配比为1～2∶8～9，所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为10000～25000。
7.根据权利要求1所
8.一种磷酸铁锂电池正极，其特征在于，其是由权利要求1～7任意一项所述的磷酸铁锂电池正极用浆料制成的。
9.一种磷酸铁锂电池，其特征在于，其包括权利要求8所述的磷酸铁锂电池正极。
10.一种如权利要求9所述磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于：所述稀土氧化物为镧、铈、钇、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钪的氧化物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于：所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈和氧化钕的混合物，氧化镧、氧化铈和氧化钕的质量比为8∶1∶1；稀土氧化物的粒度范围为2～4μm。
5.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极用浆料，其特征在于，磷酸铁锂与三元材料的重量配比为8∶2。
6.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池正极用浆料，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘素国，黄益辉，范选星，吴燕红，白雪，金健，胡萌，顾志明，
申请(专利权)人：天能新能源湖州有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。