[发明专利]一种锂离子电池正极浆料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电极浆料领域，特别涉及锂离子电池正极浆料的制备方法。

背景技术

正极是锂离子电池最重要的组成部分，决定了电池的核心电化学性能。实现产业化的锂电池正极材料种类繁多，如：高温型材料、高压实型材料、高电压型材料、倍率型材料等，可以根据特殊要求开发不同的材料以满足需要。就电池倍率性能而言，选择高倍率性能的材料固然重要，但分散均匀，高稳定性，高率导电、导热的正极浆料也能够提高电池的倍率性能。

众所周知，正极材料的导电性通常较差，选择高倍率性能的材料仅代表正极材料颗粒内部的离子传导相对较好，颗粒外部的传导还需要依靠导电剂以及导电剂在正极颗粒表面的分布决定，而导电剂的优化分布需要通过正极浆料的制备工艺实现。

正极浆料中通常使用的导电剂为炭黑类、石墨类或碳纳米纤维类等，以提高正极活性物质之间以及正极活性物质与集流体之间的导电特性。炭黑类导电剂（如乙炔黑、Super P、Super S、350G、碳纤维等）及石墨类导电剂（如KS-6、KS-15、SFG-6、SFG-15,S-O等）成本低，但是导电性能较差，往往需要加入较大的量才能起到较好的导电效果。碳纳米管可以形成导电网络，导电性能好；石墨烯可以实现面接触导电剂，导电性能最佳。这两种导电剂都可以提高正极的导电性能，大大提高锂离子电池的倍率性能。但是含有碳纳米管或石墨烯的正极浆料均属于悬浮液体系，非常不稳定，在静止状态下容易发生絮凝，并且由于重力作用而很快分层。因此在正极浆料的制备过程中，要将导电剂均匀分散。如果分散不均匀，将影响锂离子电池的倍率性能。

现有的正极浆料制备方法通常为以下两种：

第一种，将粘结剂粉料与溶剂混合得到胶液；在胶液中加入导电剂，搅拌得到导电胶；将导电胶与正极活性物质（如钴酸锂）搅拌，并调节粘度，得到正极浆料。

第二种，将粘结剂粉料、导电剂粉料和正极活性物质搅拌均匀，然后加入溶剂，调节粘度后，得到正极浆料。

以上两种制备方法，在遇到以碳纳米管或石墨烯为导电剂时，很难得到高分散率的正极浆料。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种锂离子电池正极浆料的制备方法，采用所述方法可以得到分散均匀，高稳定性的正极浆料。

本发明提供了一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下步骤：

（A）将分子量为100万～120万的聚偏二氟乙烯、石墨烯粉体和正极活性物粉体混合均匀后，加入N-甲基吡咯烷酮，搅拌，得到初级浆料；所述初级浆料的固含量为75～90%，所述初级浆料的粘度为20000～200000mPas；

（B）将碳纳米管粉体与分子量为30万～80万的聚偏二氟乙烯加入N-甲基吡咯烷酮后搅拌均匀得到碳纳米管浆料，将所述碳纳米管浆料与初级浆料混合搅拌，得到次级浆料；

（C）将所述次级浆料用N-甲基吡咯烷酮调节粘度至5000～8000mPas，抽真空搅拌，得到锂离子电池正极浆料。

优选的，所述步骤（A）中，所述聚偏二氟乙烯、石墨烯粉体和正极活性物粉体的质量比为（1～6）：（0.5～4）：（92～98）。

优选的，所述步骤（B）中，所述碳纳米管浆料中碳纳米管的质量百分含量为0.05～2%，聚偏二氟乙烯的质量百分含量为2～10%。

优选的，所述步骤（B）中，所述碳纳米管浆料与所述初级浆料的质量比为1：（1～10）。

优选的，所述步骤（A）的中，将分子量为100万～120万的聚偏二氟乙烯、石墨烯粉体和正极活性物粉体混合时还添加如通式I所示的环磷腈衍生物，

其中，n、m、t和s为0～20的整数；

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅与R₆各自独立的选自具有式（Ⅱ）、式（Ⅲ）、式（Ⅳ）或式（Ⅴ）的结构；R₇、R₈、R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂和R₁₃独立的选自氢、苯基、卤素、C1～C12的烷基或C1～C12的烷氧基。

优选的，所述环磷腈衍生物选自式VI所示的六（4-甲氧基苯氧基）环三磷腈；

优选的，所述如通式I所示的环磷腈衍生物占正极活性粉体的质量百分比为0.1～0.3%。