[发明专利]含科琴超导碳黑的锂电池正极浆料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种含科琴超导碳黑的锂电池正极浆料及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池具有高能量、长寿命、低污染、重量轻、寿命长、无记忆效应等特点，目前广泛应用于便携式电子设备的电源。

制备锂离子电池正极的一个重要步骤是正极浆料的制备，正极浆料是含有正极活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂的复杂体系。正极浆料这个复杂体系处于一种亚稳定状态，很容易出现絮凝、偏析、沉淀等异常现象。

目前公开的锂离子正极浆料所用的导电剂大多使用乙炔黑或者石墨等，科琴超导碳黑导电剂有着独特的形态和极高的比表面积(1400m²/g)，其导电率超过传统导电剂的3倍，采用科琴超导碳黑导电剂能减少导电剂的用量。

但是，如采用传统的搅拌方法，即将导电剂和活性物质等粉体预混，后加入粘结剂溶液搅拌，这样干燥后的含科琴超导碳黑的正极片容易脱落，因此，鲜有用科琴超导碳黑作为导电剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种含科琴超导碳黑的锂电池正极浆料及其制备方法和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明提供的含科琴超导碳黑的锂电池正极浆料，由如下重量份数的组分组成：

磷酸铁锂正极活性物质    80份

科琴超导碳黑            1～10份

聚偏氟乙烯              5～20份

N-甲基吡咯烷酮          500～1100份

优选的，各个组分的重量份数为：

磷酸铁锂正极活性物质    80份

科琴超导碳黑            3～6份

聚偏氟乙烯              10～15份

N-甲基吡咯烷酮          515～1030份。

本发明的含科琴超导碳黑的锂电池正极浆料的制备方法，包括如下步骤：将科琴超导碳黑与聚偏氟乙烯粘结剂溶液混合分散，然后再加入磷酸铁锂正极活性材料，混合分散，将浆料倒入砂磨机中研磨，即得到含科琴超导碳黑的锂电池正极浆料。

所述聚偏氟乙烯溶液结剂溶液为聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮的混合物；

各个组分的重量份数为：

磷酸铁锂正极活性物质    80份

科琴超导碳黑            1～10份

聚偏氟乙烯              5～20份

N-甲基吡咯烷酮          500～1100份

优选的，各个组分的重量份数为：

磷酸铁锂正极活性物质    80份

科琴超导碳黑            3～6份

聚偏氟乙烯              10～15份

N-甲基吡咯烷酮          515～1030份

优选的，所述的科琴超导碳黑和聚偏氟乙烯粘结剂溶液先在剪切乳化机中以3000～4000转/分钟的速度搅拌混合0.2～0.5小时，然后加入磷酸铁锂活性物质，再以3000～4000转/分钟的速度搅拌混合0.6～1.5小时；

优选的，所述的砂磨机中砂磨介质为氧化锆珠、玻璃珠、氧化锆玻璃珠中任何一种；研磨珠直径在6mm～30mm，优选为15mm，正极浆料在砂磨机中，以1000-2000转/分钟的速度研磨0.5～1.5小时。

优选的，所述的磷酸铁锂正极活性物质采用天津斯特兰公司生产的磷酸铁锂产品；

优选的，所述的科琴超导碳黑采用akzonobel公司的KetjenblackEC600J；

本发明制备的含科琴超导碳黑的锂电池正极浆料，可用于制备锂电池正极，制备方法是：将电池浆料倾倒于铝箔上，采用200μm湿膜涂布器涂覆成膜，将其在120℃真空干燥箱中干燥、冲片、压实、二次干燥得到正极片。

本发明制备的含科琴超导碳黑的锂电池正极浆料，解决了锂离子电池正极浆料使用科琴黑超导碳黑存在的极片脱落的问题，提供了一种新型导电剂和一种新的制备浆料的方法，导电剂用量小，干燥后的正极材料不容易脱落，并能提高锂电池材料比容量。