[发明专利]一种锂离子电池正极材料的粘结剂配方及其制备方法

说明书

本发明提供一种锂离子电池正极材料的粘结剂配方及其制备方法，属于电池正极材料领域，由镍钴铝酸锂/镍钴锰酸锂35‑75％、锰酸锂21‑63.5％、石墨烯0‑0.5％、科琴黑0.5‑1.5％和复合胶1‑2％组成。复合胶由CMC0.3‑0.6％、共聚丁苯乳胶0.5‑0.8％和亲水改性的聚偏氟乙烯0.2‑0.6％组成。本发明锂离子电池的正极材料制浆减少了使用NMP作为溶剂的安全风险和环境污染问题，每个电池节省0.03元的成本，并且能够提升生产效率15％以上，节省电费能耗减少35％以上。

技术领域

本发明涉及领域，尤其涉及一种锂离子电池正极材料的粘结剂配方及其制备方法。

背景技术

现有的正极材料加工使用油性NMP作为溶剂的粘结剂PVDF,过程中有部分NMP挥发到空气中有一定污染，且NMP易燃易爆炸，有使用安全风险，且因为国家对环保的要求价格达到50元以上每公斤，三元材料对生产环境的湿度要求高，易出现吸水后浆料变稠，导致涂布面密度不稳定，生产的产品合格率低90％。因此，需要设计出一种安全性高，使用成本低的正极材料，更好的适应社会发展的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极材料的粘结剂配方及其制备方法，解决现有溶剂N甲基吡咯烷酮(NMP)使用过程中有使用安全及污染环境的风险，且使用成本高，能量耗损大的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种锂离子电池正极材料的粘结剂配方，由镍钴铝酸锂/镍钴锰酸锂35-75％、锰酸锂21-63.5％、石墨烯0-0.5％、科琴黑0.5-1.5％和复合胶1-2％组成。

进一步地，复合胶由CMC0.3-0.6％、共聚丁苯乳胶0.5-0.8％和亲水改性的聚偏氟乙烯0.2-0.6％组成。

一种锂离子电池正极材料的粘结剂配方，由磷酸铁锂95-97.5％、石墨烯0-0.5％、科琴黑0.5-1.5％和复合胶2-3％组成。

进一步地，复合胶由CMC0.3-1％、共聚丁苯乳胶1-2％和亲水改性的聚偏氟乙烯0.2-1％。

一种锂离子电池正极制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：将上述两个配方中的一个放入双星行打浆机中，打制成浆料，再用高速分散机进行分散，用喷涂设备按照150-230g/㎡的面密度涂覆在10-16μm厚的铝箔上，烘干制成极片，然后按照活性物3.3-3.8g/mm³的压实密度进行滚压制成密实的极片；

步骤2：将正负极片分别按照要求组装好，制作成电芯，放入真空烤箱，通过抽真空，充氮气，恒温恒压烘烤，将电芯中水份含量减少≤200PPM；

步骤3：在环境温度20-25℃，露点≦-38℃的条件下，将电芯包装后注入电解液；

步骤4：再将电芯在温度35-45℃的环境下老化36H后，放到到化成柜上进行化成，结束后，将电芯先在温度40±5℃的环境下老化五天，然后对电芯进行电压内阻筛选，合格的电芯分容单充电压控制在3.6-3.9V，在温度40±5℃的环境下老化五天，活化过程中包好PET，然后通过配组机筛选电芯成不同电压内阻档次，将合格的电芯分容，最后将容量合格的电芯进行FQC外观全检，合格后的电芯按照容量40mAh,电压3mV，内阻2mΩ配好组，OQC全检合格后出货。

进一步地，所述步骤1中，双星行打浆机自转48转/min，公转1500转/min,打制3h制成浆料，高速分散机3500±500转/min，进行分散粘度达到8000±2000mPa.s，烘干制成极片的含水量≤0.5％。

进一步地，所述步骤2中，烘烤的温度为85±10℃，压强为-40至-100MPa，烘烤时间分三步循环16H，第一步抽真空，第二部充氮气，第三部加热，通过循环烘烤实现电芯含水量降到300PPM以下。