[发明专利]磷酸铁锂正极浆料用分散剂、磷酸铁锂正极浆料及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种磷酸铁锂正极浆料用分散剂、磷酸铁锂正极浆料及其制备方法和锂离子电池，所述磷酸铁锂正极浆料用分散剂包括十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚，以所述分散剂总重100％计，所述分散剂各组分的重量百分比为：十二烷基硫酸钠20％～40％，脂肪醇聚氧乙烯醚60％～80％。本发明提供的分散剂对正极浆料不仅具有优异的分散能力，且同时使得正极浆料具有优异的稳定性、由该正极浆料制备的正极极片具有较强的剥离强度和导电性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种磷酸铁锂正极浆料用分散剂、磷酸铁锂正极浆料及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因具有高能量密度、长循环寿命、环境友好等优点，如今已广泛应用于手机、笔记本电脑和数码电子产品等便携式设备中。锂离子电池正极浆料在锂电池中占据核心地位，锂离子电池正极浆料的性能直接影响着锂离子电池的的各项性能指标，锂电池的正极浆料的成本也直接决定电池成本高低。

目前商用的磷酸铁锂(LFP)基本上是通过气流粉碎球形LFP获得的，其颗粒尺寸大小在100～500nm范围左右，与块状和微米级电极材料相比，这种纳米结构材料具有传输距离短、比表面积大、可逆容量高、循环性能稳定、电子传输速度较高等优点。虽然纳米级粒子比微米级的粒子具有更强的电解质吸附能力，但其大比表面积带来的表面能也使其极易团聚。同时，导电剂也具有较大的比表面积，在胶液中难以完全分散，给加工带来不便。在制浆过程中，由于团聚结块导致浆料分散不均匀，导电剂不能在活性材料上面均匀覆盖，导致正极电导率下降，直接降低锂离子电池的容量、循环性能和一致性。团聚导致浆料在涂布过程中的附着力降低，增大了电池的内阻，凸出部分在组装过程中，正极容易被挤压以刺穿隔膜，降低了电池的安全性。

目前，通过在磷酸铁锂浆料中加入表面活性剂(分散剂，包括阴离子表面活性剂和非离子型表面活性剂)来对小颗粒进行分散，提高浆料的性能，防止小颗粒进行团聚。但是，传统分散剂的加入通常会对电池的性能产生不良影响，如只加入阴离子型表面活性剂会产生盐析效应，导致电极的剥离强度下降明显，浆料的稳定性较差；只加入非离子型表面活性剂会形成胶束，影响电子的迁移率，正极的导电性能较差，例如，中国专利CN109167068B公开了一种锂电池正极浆料及其加工工艺，该正极浆料的原料中的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，由该正极浆料制备的正极的导电性能较差。因此，迫切需要研究一种新型分散剂，该新型分散剂对正极浆料不仅具有优异的分散能力，且同时使得正极浆料具有优异的稳定性、由该正极浆料制备的正极极片具有较强的剥离强度和导电性。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供了一种磷酸铁锂正极浆料用分散剂、磷酸铁锂正极浆料及其制备方法和锂离子电池，本发明提供的分散剂对正极浆料不仅具有优异的分散能力，且同时使得正极浆料具有优异的稳定性、由该正极浆料制备的正极极片具有较强的剥离强度和导电性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种磷酸铁锂正极浆料用分散剂，所述磷酸铁锂正极浆料用分散剂包括十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚，以所述分散剂总重100％计，所述分散剂各组分的重量百分比为：十二烷基硫酸钠20％～40％(例如可以为20％、30％或40％等)，脂肪醇聚氧乙烯醚60％～80％(例如可以为60％、70％或80％等)。

本发明提供的分散剂对正极浆料不仅具有优异的分散能力，且同时使得正极浆料具有优异的稳定性、由该正极浆料制备的正极极片具有较强的剥离强度和导电性。

上述磷酸铁锂正极浆料用分散剂中，作为一种优选实施方式，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为AEO-3、AEO-7、AEO-9中的至少一种。

上述磷酸铁锂正极浆料用分散剂中，作为一种优选实施方式，所述磷酸铁锂正极浆料用分散剂由所述十二烷基硫酸钠和所述脂肪醇聚氧乙烯醚组成。