[发明专利]磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极浆料的制备方法，尤其是一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，属于锂离子电池的技术领域。

背景技术

磷酸铁锂作为一种自发明起就受到广泛关注的锂离子电池正极材料，与其他锂离子电池正极材料相比，有更高的能量密度、更优秀的高温性能和更好的安全性能，但是其本身的缺陷也不可忽视，主要存在以下问题：

（1）      磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料，低温性能较差；在零下20摄氏度左右时，磷酸铁锂的离子导电能力明显降低，对于电池来讲，就是在该温度左右容量显著下降；一般厂家做的磷酸铁锂电池在零下20摄氏度左右只能保持50%左右的容量，而温度越低，相应的容量就越低；这在很大程度上限制了磷酸铁锂锂离子电池在一些地区，尤其是冬天温度偏低的北方地区的生产和使用；

（2）      磷酸铁锂的离子导电能力较差，在制作磷酸铁锂锂离子电池的过程中，一般都需要加入导电剂来增加磷酸铁锂的导电性；导电剂可以在正极浆料的打浆过程中放入，也可以单独在磷酸铁锂的处理过程中放入，这样的导电剂一般是炭黑、石墨、碳纳米管、石墨烯等；导电剂的加入会直接影响到电池的性能，如果添加的导电剂不充分或分散的不均匀，电池的充放电性能就会下降，而如果添加的导电剂过多了，相应的磷酸铁锂所占的比例就小了，电池的容量就会减小，所以导电剂的添加方式以及数量对电池是很重要的。

机械研磨是工业中常常采用的一种加工手段，用研磨可以达到减小粒子粒径、均匀粒子大小、增加粒子表面积、加速粒子间的融合等等效果。球磨是机械研磨中最普通的一种研磨方式之一，一般是在一个固定的圆柱形或圆锥形容器中，将粉末以干或湿的方式加入，用质地较为坚硬的研磨球来研磨粉末，以达到减小粒子粒径等目的。球磨的时候可以采用大小不一的球来增加粉末和研磨球之间的接触，使用不同的研磨球也会对球磨的结果产生不同的影响。短时间的球磨一般用于增加混料的均匀度，长时间的球磨的影响就复杂的多，甚至可以对粒子表面的形貌产生根本上的影响。若长时间的用陶瓷球球磨磷酸铁锂和炭黑，将同时改变磷酸铁锂和炭黑的表面形貌，使得两者的表面产生应力，表面能明显增加，从而增加表面活性，促进两者更好的融合。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，该制备方法简单明了、易于实施、成功率高、可复制性好，在不影响电池容量的条件下可提高电池的充放电性能。

按照本发明提供的技术方案，所述磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，包括以下工艺步骤：

（1）球磨桶和球磨球的选用：选择以氧化铝或者PTFE作为内壁的球磨桶，选择陶瓷材料制成的研磨球；球磨桶内的装球量为球磨桶体积的30%～35%；

（2）球磨桶内加入磷酸铁锂和导电剂进行干法球磨，球磨球与磷酸铁锂和导电剂的质量比为2:1～1.1，球磨机转速为300～350转/分钟，球磨时间为10～12小时，球磨后得到粉料；向粉料中加入溶剂和增稠剂进行搅拌，所述磷酸铁锂:导电剂:增稠剂的质量比为89.5:4.5～6:4.5～6，溶剂的加入量根据总物料的固含量确定，保证总物料的固含量为37%～45%，搅拌时间为2～3小时，搅拌速度为300～350转/分钟，搅拌后即得到所述的磷酸铁锂电池正极浆料。

在一个具体实施方式中，所述步骤（2）的操作也可以采用湿法球磨操作代替：球磨桶内加入磷酸铁锂和导电剂，球磨球与磷酸铁锂和导电剂的质量比为2:1～1.1，再加入水使球磨桶内的装料量为球磨桶体积的60%～65%，进行湿法球磨，球磨速度为300～350转/分钟，球磨时间为10～12小时，球磨后得到浆料；将浆料静置10～12小时后取出上清液，将下层浆料干燥成粉料，干燥温度为70～90℃，干燥时间为10～12小时；将粉料在研磨钵中研磨成粉末；向研磨得到的粉末中加入溶剂和增稠剂进行搅拌，所述磷酸铁锂:导电剂:增稠剂的质量比为89.5:4.5～6:4.5～6，溶剂的加入量根据总物料的固含量确定，保证总物料的固含量为37%～45%，搅拌速度为300～350转/分钟，搅拌时间为2～3小时，即得到所述的磷酸铁锂电池正极浆料。

在一个具体实施方式中，所述研磨球采用二氧化硅、氧化镁、氧化铝或者氧化锆制成。

在一个具体实施方式中，所述导电剂为导电炭黑、石墨烯或氟化石墨。

在一个具体实施方式中，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

在一个具体实施方式中，所述增稠剂为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯。