[发明专利]锂离子电池、正极浆料、正极极片及制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极浆料及其制备方法以及锂离子电池正极极片和锂离子电池。

背景技术

新能源技术被公认为是21世纪的高新技术，而锂离子电池作为新能源行业的重要组成部分，有着广泛的应用前景。目前在商品化的可充电电池中，锂离子电池的比能量最高，并且正在向着小、轻、薄的方向发展，特别是聚合物电池，已经实现可充电电池的薄型化。由于锂离子电池体积比能量和质量比能量都相对较高，且无污染，在发达国家中有较快的增长，同时在电信、信息市场的也有较快的发展。普遍认为锂离子电池将开辟蓄电池的新时代，发展前景十分乐观。

锂离子正极极片是锂离子电池的重要组成部分，其通过制备含有正极活性材料的正极浆料，并将正极浆料涂覆在正极集流体上得到。因此，正极活性材料作为制造锂离子电池的核心材料之一，其性能对锂离子电池的各项性能指标具有突出显著的影响。近十年来，镍钴锰酸锂材料作为一种的新兴的锂离子电池正极活性材料，受到了广泛的关注。

然而，在实际使用的应用中，采用该种材料制备的电池在能量密度方面仍然有很大的局限性。一方面是该种材料本身能发挥的最大容量的限制，另一方面是在实际制备中如何通过提升其压实密度以追求更高的电池性能。一般情况下，压实密度越大，电池的容量就能做的越高。但是一味的追求高压实，不但提升不了电池的比能量，反而会严重影响电池的比容量和循环性能。因此，如何在实际制备中提高由镍钴锰酸锂材料制备的锂离子正极极片的压实密度进而提升锂离子电池的比能量密度，是一个亟待解决的难题。

发明内容

针对上述问题，本申请提供一种锂离子电池正极浆料及其制备方法，以及锂离子电池正极极片和锂离子电池。

根据第一方面，本申请提供了一种锂离子电池正极浆料，该正极浆料包括镍钴锰酸锂材料、粘结剂、导电剂和溶剂。其中，镍钴锰酸锂材料包括D₅₀为7.5μm-9.5μm的镍钴锰酸锂材料A和D₅₀为10.5μm-11.5μm的镍钴锰酸锂材料B，且镍钴锰酸锂材料A和镍钴锰酸锂材料B的质量比为0.2:0.8～0.8:0.2。

在本申请提供的正极浆料中，镍钴锰酸锂材料、粘结剂和导电剂的重量比为：

镍钴锰酸锂材料：93～96；

粘结剂：1～2；

导电剂：2～6。

正极浆料的溶剂的质量分数为35％～50％。

需要说明的是，在本申请中，正极浆料中镍钴锰酸锂材料的重量比在计算时包括镍钴锰酸锂材料A和镍钴锰酸锂材料B，镍钴锰酸锂材料、粘结剂和导电剂可在各自的重量比范围内搭配使用。而溶剂的质量分数，则是指在制备得到的正极浆料中，溶剂所占的百分比。此外，在本申请中，对所使用的粘结剂、导电剂和溶剂不做特别的限定，本领域技术人员可根据实际情况选择本领域常用或合适的粘结剂、导电剂和溶剂，在本申请的具体实施方式中，提供了一种选择，例如，粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，导电剂为碳黑导电剂(SP)，溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。

同时，本申请提供了一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括：

a.将材料A与材料B按比例进行混合，得到混合材料C；

b.将溶剂与40～60％的粘结剂混合，先慢速搅拌后快速搅拌，得到胶溶液J1；

c.再将剩余的粘结剂加入到胶溶液J1中，先慢速搅拌后快速搅拌，得到胶溶液J2；

d.将胶溶液J2与导电剂混合，先慢速搅拌后快速搅拌，得到导电胶液J3；

e.将40～60％的混合材料C加入到导电胶液J3中，先慢速搅拌后快速搅拌，得到浆料L1；

f.将剩余的混合材料C加入到浆料L1中，先慢速搅拌后快速搅拌，得到浆料L2；

g.将浆料L2进行高速搅拌，获得正极浆料。

需要说明的是，在上述步骤中，步骤a的顺序并不意味着必须在第一步，事实上，在开始第e步之前完成a即可。将粘结剂、混合材料C采用分批加入、以及采用先慢后快的搅拌方式主要是有利于搅拌的充分性，使得制得正极浆料的均匀性更好，从而使得制备得到正极极片获得更好性能。此外，上述的方法步骤以外，本领域技术人员还可选择性的增加其他常规制备步骤。