[发明专利]正极浆料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种正极浆料及其制备方法和应用。所述正极浆料包括正极活性物质、导电剂、粘结剂、溶剂、添加剂和补锂材料，其中所述添加剂为弱酸和/或弱酸酸酐。本发明通过将弱酸或弱酸酸酐在制备正极浆料的过程中共同混入，可中和补锂材料中的残碱，降低制成浆料的粘度，使涂布后的涂层面密度的分布更均匀，有利于辊压，进而提升了正极极片的质量，利于后续电池的加工以及使用。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种正极浆料及其制备方法和应用。

背景技术

目前商业锂离子电池在首次充电过程中，正极材料中约有10wt％的活性锂被消耗掉，并在负极表面形成不可逆的稳定SEI膜，导致不可逆容量损失，进而导致锂离子电池能量密度的降低。针对这一问题，通常可以通过正极补锂的方法消除这部分不可逆容量的损失，提高电池能量密度及其他电性能。

例如锂离子补充材料Li₅FeO₄(LFO)、Li₂NiO₂(LNO)具有较高首次充电容量(＞500mAh/g)以及较低的首次库伦效率(＜50％)，具有不错的锂离子补充效果。然而，为得到富锂态的LFO或LNO材料，在合成烧结过程中，会加入过量的碳酸锂或氢氧化锂，且烧结温度往往较低(＜700℃)，这些过量的锂源无法在烧结过程中得到完全消耗，会以残锂的形式留在LFO或LNO材料中。因此，制备的LFO或LNO材料往往碱度较高，这些残碱会与正极粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)反应，在浆料搅拌过程中易发生化学凝胶，提升浆料粘度，影响极片的加工。

因此，如何降低补锂后的正极浆料中的残碱量，提升正极极片的加工质量，是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正极浆料及其制备方法和应用。本发明通过将弱酸或弱酸酸酐在制备正极浆料的过程中共同混入，可中和补锂材料中的残碱，降低制成浆料的粘度，使涂布后的涂层面密度的分布更均匀，有利于辊压，进而提升了正极极片的质量，利于后续电池的加工以及使用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种正极浆料，所述正极浆料包括正极活性物质、导电剂、粘结剂、溶剂、添加剂和补锂材料，其中所述添加剂为弱酸和/或弱酸酸酐。

本发明通过将弱酸或弱酸酸酐在制备正极浆料的过程中共同混入，可中和补锂材料中的残碱，降低制成浆料的粘度，使涂布后的涂层面密度的分布更均匀，有利于辊压，进而提升了正极极片的质量，利于后续电池的加工以及使用。

本发明中，弱酸、弱酸酸酐的加入，可以起到中和补锂材料中残碱的作用。

本发明中，导电剂、溶剂以及粘结剂的选择不受限制，常规可用于正极浆料的，本发明中均适用，导电剂可选自导电炭黑、导电碳管或乙炔黑等，溶剂可选自氮甲基吡咯烷酮，粘结剂可选自聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯等。

优选地，以所述正极活性物质的质量为100％计，所述添加剂的质量占比≤0.5％，例如0.05％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％等，优选为0.1～0.3％。

本发明中，添加剂的质量占比过小，会导致残碱中和不充分，而质量占比过大，会使酸量过剩，同样会引起产气问题，当其质量占比在0.1～0.3％范围内时，更有利于残碱的中和。

优选地，以所述正极活性物质的质量为100％计，所述补锂材料的质量占比≤10％，例如1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％等。

本发明中，补锂材料的质量占比过小，会导致补锂不充分，电池能量密度下降；而质量占比过大，又不利于匀浆过程，易发生凝胶。

优选地，所述添加剂为弱酸和弱酸酸酐的混合物。