[发明专利]一种锂离子电池水性正极片及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池水性正极片及其制备工艺。

背景技术

目前，各厂家普遍采用聚偏二氟乙烯(PVDF)作为锂离子电池正极片的粘结剂，用强极性有机化合物如：二甲基吡咯烷酮、二甲基酰胺、二甲基亚砜等作为聚偏二氟乙烯的溶剂，用丙酮作为稀释剂。但是有机溶剂在使用过程中的用量较大，难以回收，使用成本较高，且有机溶剂都有一定的毒性，对生态环境污染大，对生产操作的工人的身体健康也有很大的影响。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池水性正极片及其制备工艺，本发明以水性粘结剂作为粘结剂、去离子水作为溶剂混合搅拌成浆料，浆料均匀，导电剂、粘结剂分散效果良好，涂布制得的极片，表面外观光滑，无颗粒突起，与集流体铝箔的粘合牢靠，正极材料在卷绕过程中不易掉膜、脱落，组装的电池稳定。

本发明提出的一种锂离子电池水性正极片，所述正极片由以下按重量份的原料制成：活性物质45-50份、导电剂1-2份、水性粘结剂1-5份、去离子水45-50份。

优选地，所述活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂中的至少一种。

优选地，所述导电剂选自炭黑、导电石墨、科琴黑、碳纳米管、纳米碳纤维中的至少一种。

优选地，所述水性粘结剂选自甲基纤维素、甲基纤维素锂、聚丙烯酸盐、碳纳米管、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、丁苯橡胶、树脂F103、树脂F105、LA-132、LA-133、LA-135中的至少一种。

本发明还提出了所述锂离子电池水性正极片的制备工艺，所述工艺包括下述步骤：

S1、在真空环境中，将活性物质、导电剂、水性粘结剂进行烘烤；

S2、将去离子水和烘烤后的水性粘结剂混合，搅拌，得混合物A；

S3、向混合物A中加入烘烤后的导电剂，搅拌，得混合物B；

S4、向混合物B中加入烘烤后的活性物质，抽真空，搅拌，得水性正极浆料；

S5、检测水性正极浆料的粘度至达到1000-4000mpa·s，得合格的水性正极浆料；

S6、将合格的水性正极浆料涂覆于集流体导电基层上形成活性物质涂层，烘干，得锂离子电池水性正极片。

优选地，步骤1中，真空环境的真空度为-0.08到-0.1Mpa。

优选地，步骤1中，烘烤的温度为80-130℃。

优选地，步骤2中，搅拌的时间为0.5-5h。

优选地，步骤2中，搅拌的速度为800-2000r/min。

优选地，步骤3中，搅拌的时间为0.5-3h。

优选地，步骤3中，搅拌的速度为1800-3000r/min。

优选地，步骤4中，搅拌的时间为3-7h。

优选地，步骤4中，搅拌的速度为2500-4000r/min。

优选地，步骤1中，烘烤的时间为2-8h。

本发明以水性粘结剂作为粘结剂、去离子水作为溶剂混合搅拌成浆料，浆料均匀，导电剂、粘结剂分散效果良好，涂布制得的极片，表面外观光滑，没有颗粒的突起，与集流体铝箔的粘合牢靠，正极材料在卷绕过程中不易掉膜、脱落，组装的电池稳定。本发明以去离子水为溶剂，用水性粘结剂制备正极浆料，环境湿度要求不高，搅拌难度降低，浆料搅拌抽真空后卸真空无需用氩气、氮气等保护气体，直接可以充入空气进行卸真空，降低了搅拌设备的要求和生产成本；涂布干燥时蒸发出来的是水蒸气，对大气没有污染，属于环保型锂离子电池，无需除污设备，降低设备成本，不会对生产人员造成健康威胁，同时水分的蒸发干燥温度比有机溶剂的低，降低了涂布干燥温度、能耗以及对涂布设备的要求。

附图说明

图1为本发明制备锂离子电池的工艺流程图。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种锂离子电池水性正极片，所述正极片由以下按重量份的原料制成：活性物质46份、导电剂1.5份、水性粘结剂3份、去离子水47份。

所述锂离子电池水性正极片的制备工艺，所述工艺包括下述步骤：

S1、在真空环境中，将活性物质、导电剂、水性粘结剂进行烘烤；

S2、将去离子水和烘烤后的水性粘结剂混合，搅拌，得混合物A；

S3、向混合物A中加入烘烤后的导电剂，搅拌，得混合物B；

S4、向混合物B中加入烘烤后的活性物质，抽真空，搅拌，得水性正极浆料；