[发明专利]一种锂电池高镍三元正极浆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电池高镍三元正极浆料及其制备方法，所述的正极浆料由正极活性材料、导电剂、粘接剂、有机弱酸及有机溶剂组成。其制备方法包括：S1：将正极活性材料、导电剂及粘接剂加入搅拌器，混料均匀；S2：向S1中加入50~70wt%有机溶剂，搅拌，得到粗制浆料A；S3：向S2中加入剩余溶剂，搅拌，然后转高速搅拌，得到粗制B；S4：将S3制备的粗制浆料B转至球磨机中，加入有机弱酸，进行球磨，到三元正极浆料C。本发明可有效解决高镍三元材料匀浆过程中吸水成果冻状问题，改善加工性能，同时该制备方法可有效缩短浆料的制备时间，提高生产效率，所制备的浆料分散均一，储存稳定，有利于涂布，易于实现大批量生产。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及到一种锂电池高镍三元正极浆料及其制备方法。

背景技术

随着节能减排的提倡，新能源汽车也逐步走向大众。制备新能源汽车，动力电池必不可少。锂离子电池具有能量密度高、环境友好、无记忆效应、循环寿命长、自放电小、环保等突出优点，受到亲睐。而其中所使用的材料也成为了研究焦点，尤其是正极活性材料。

目前，已经商业化应用的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和镍钴锰三元材料等产品。钴酸锂作为目前最成熟的锂离子电池正极活性物质，其实际容量约为140mA·h/g，只有理论容量(274mA·h/g)的约一半，且在反复的充放电过程中，因锂离子的反复嵌入和脱出，使活性物质的结构在多次收缩和膨胀后发生改变，导致钴酸锂内阻增大，容量减小，同时使用钴酸锂作为正极活性物质，显著地提高了锂离子电池的成本，利润极小，这也使得急需被替代。国内电动汽车发展初期，动力电池由采用磷酸铁锂正极材料的电池主导，虽然这种正极材料制作的电池的循环寿命较好，但能量密度比较低，这就导致电动汽车的续航里程相对较短。而锰酸锂的比容量较低，高温下容量衰减较严重。

相对于上述的正极活性材料，三元材料具有巨大的优势。尤其是高镍三元材料，如三元NCM811正极材料，其放电比容量高达200mAhg^-1，且成本低，而受到广泛的关注。然而，对于高镍三元材料，其加工性能是难题。高镍三元材料表面碱性过高，在匀浆和涂布过程中容易吸水，造成浆料果冻状，使加工性能变差，并影响电极材料的性能发挥。因此，在采用高镍三元材料制备正极浆料过程中，需要苛刻的条件，从而制备成本增加。因此，高镍三元正极材料加工性能是亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂电池高镍三元正极浆料及其制备方法，旨在解决高镍三元材料匀浆过程中吸水成果冻状问题，提高浆料的分散性及稳定性，从而确保制备性能优异的高镍三元锂电池。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种锂电池高镍三元正极浆料，所述的正极浆料由正极活性材料、导电剂、粘接剂、有机弱酸及有机溶剂组成，各质量百分比分别为：

正极活性材料：90~97%；

导电剂：1~4%；

粘接剂：2~5%；

有机弱酸：0.1~1%。

所述的正极浆料粘度为4000~6000mPa·s，固含量为60~80%。

所述的正极活性材料为LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂、LiNi_0.7Co_0.15Mn_0.15O₂、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂中的一种或多种。

所述的导电剂为导电炭黑、导电石墨、碳纤维、超导碳、碳纳米管中的一种或多种。