[发明专利]高镍正极浆料及其合浆方法和涂布方法、电芯、锂电池

说明书

本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种高镍正极浆料及其合浆方法和涂布方法、电芯、锂电池。该高镍正极浆料的合浆方法包括混合、润湿、捏合和分散步骤，所述混合步骤包括：将高镍正极材料、粘结剂和导电剂混合处理过程中加入丁二酸，且所述丁二酸的质量为所述高镍正极材料、所述粘结剂和所述导电剂的总质量的0.03～0.08％。高镍正极浆料的涂布方法包括：利用上述高镍正极浆料涂覆在正极片上，然后在温度为110℃‑120℃的条件下进行干燥处理。该高镍正极浆料的粘度稳定、流动性好，不易出现浆料凝胶现象，该电芯的高电压循环性能稳定，同时该锂电池具有性能稳定、使用寿命长的特点。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种高镍正极浆料及其合浆方法和涂布方法、电芯、锂电池。

背景技术

高镍正极材料是指含有镍、钴、锰三种元素，且其中镍元素所占比例大于 60％的三元正极材料。高镍正极材料具有高比容量和低成本的特点，但也存在容量保持率低、热稳定性能差等缺陷，其镍含量越高，材料的稳定性越差，安全性越差；同时，高镍正极材料的性能和结构与制备工艺紧密相关，不同的制备过程与条件直接影响产品的最终结构和性能。因此，其商业化难度大。

高镍正极材料由于其表面残留的LiOH含量高于非高镍正极材料，在现有一般环境湿度高于35％条件下，会导致正极浆料严重吸水，从而引起粘结剂吸水溶胀及脱氢反应，最终导致浆料粘度不稳定甚至出现浆料凝胶的现象，严重影响后续涂布工艺的顺利进行；同时现有涂布方法制备的电芯，在高于4.3V的充电电压条件下，会导致固体电解质界面膜(Solid Electrolyte Interface，SEI) 和电解液分解，从而消耗更多活性锂，加速电芯的失效，进一步降低电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高镍正极浆料及其合浆方法和涂布方法、电芯、锂电池，旨在解决现有高镍正极浆料的粘度不稳定、易出现浆料凝胶，以及现有高镍正极材料电芯和锂电池性能不稳定、使用寿命低的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种高镍正极浆料的合浆方法，该合浆方法包括混合、润湿、捏合和分散步骤，其中，所述混合步骤包括：将高镍正极材料、粘结剂和导电剂混合处理过程中加入丁二酸，且所述丁二酸的质量为所述高镍正极材料、所述粘结剂和所述导电剂的总质量的0.03～0.08％。

另一方面，本发明提供一种高镍正极浆料，该高镍正极浆料由上述高镍正极浆料的合浆方法制得。

还一方面，本发明提供一种高镍正极浆料的涂布方法，该涂布方法包括如下步骤：

利用上述高镍正极浆料涂覆在正极片上，然后在温度为110℃-120℃的条件下进行干燥处理。

再一方面，本发明提供一种电芯，所述电芯由包含上述高镍正极浆料的涂布方法的电芯制备工艺制得。

最后，本发明提供一种锂电池，所述锂电池含有上述电芯。

本发明提供的高镍正极浆料的合浆方法，在一开始的混合步骤加入相对于干粉(包括高镍正极材料、粘结剂和导电剂)质量的0.03～0.08％的丁二酸；这样在合浆过程中，丁二酸中和正极材料表面残余的LiOH，降低浆料吸水的可能性，从而稳定浆料的粘度，并保证后续涂布过程的顺利进行；加入的丁二酸含量若低于0.03％，会使得中和反应消耗的LiOH较少，最终残余的LiOH量仍然使得浆料严重吸水；同时，加入的丁二酸含量若高于0.08％，会使得过多的丁二酸残留在极片中，使得电池使用过程中丁二酸消耗部分活性锂，引起电池失效。同时，丁二酸必须在开始的混合步骤加入，如加入时间节点过晚会导致浆料流动性变差、粘度不稳定。因此，本发明提供的高镍正极浆料的合浆方法，在混合步骤加入相对高镍正极材料、粘结剂和导电剂总质量的0.03～0.08％的丁二酸，极大提高了高镍正极浆料的流动性和粘度稳定性，促使其不易出现浆料凝胶现象。