[发明专利]一种锂离子动力电池正极浆料以及合浆方法

说明书

技术领域

本发明涉及动力锂电池领域，具体涉及一种锂离子动力电池正极浆料以及合浆方法。 

背景技术

电动汽车具有低碳环保等特点，是汽车未来的发展方向；随电动汽车技术的发展，汽车厂商对电动汽车用锂离子动力电池的性能提高的要求日益迫切。而电动汽车用锂离子动力电池的一致性问题是制约整个电动汽车技术发展最大的瓶颈。 

目前解决单体电池一致性的方法主要集中在以下几种方式： 

方式一：采用高精度的涂布机以提高电池极片横向及纵向方向上敷料量的一致性及涂片左右对称性； 

方式二：采取各种精密的制片设备提高单个极片间的一致性； 

方式三：采用高精度选片设备对极片重量进行挑选，以满足电池极片的一致性。 

由于上述方法仅仅只能从宏观方面对电池极片一致性进行控制，而微观上，如电极材料与导电剂、粘结剂的分散性并不能采取有效的措施控制，电池极片微观上的一致性不能得到有效控制或是解决；而电极微观上的一致性恰恰是影响电池一致性最为直接的重要因素。在锂离子动力电池生产中，合浆工艺、合浆质量是关系到终产品质量的至关重要环节，尤其是锂离子动力电池的安全性，低质量的浆液及涂布会直接产生电池微短路隐患。目前的锂离子动力电池的合浆工艺中没有注重浆液的均一性，具有以下缺点：浆液采用的是静止储存，会造成浆液分离及表面固化问题；投料步骤中采用的是一次性投料，浆液没有与投料均匀混合，容易造成严重的团聚现象；活化时间不足，容易造成浆液中的颗粒不均一体的出现；涂步时浆液会滞留在注液容器中，造成不必要的浪费，同时也提高了生产成本。 

电极的一致性由浆料的性质决定。传统的合浆工艺在制作过程中，整个体系处在比较低的温度下。在这种状态下，正极材料、PVDF、导电剂（导电炭黑SP或碳纳米管CNT）、溶剂等组分的分子扩散比较慢；合浆时仅仅依靠机械使上述物质相互混合，这样分散的效果比较差，微观上浆料的一致性性仍不理想。 

目前，在已知技术中，与本发明或实用新型技术效果相近似的技术材料有：CN101683594A，它主要的内容是提供了一种锂离子动力电池合浆工艺。这个技术的优点有：采用分批投料，并且在搅拌的情况下投料，保证了浆液在投料过程中的均一性，同时也使投料更为均匀，保证了所投物料与浆料的充分混合，避免了浆液的团聚，提高了浆液的质量。该 技术的的缺点是： 

1.正极材料使用传统油系体系（NMP作为溶剂、PVDF作为粘结剂），价格高、对环境有污染； 

2.对水份敏感，不容易控制环境温、湿度； 

3.合浆时间长，成本高。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子动力电池正极浆料以及合浆方法，具体来说，为了克服现有的动力锂离子电池合浆工艺的现状，合浆时间长、油性体系价格高、污染环境、温湿度不宜控制的缺点，而提供一种新型的合浆工艺，此合浆工艺采用水系体系，既得到均匀性更为优质的浆料质量，又能缩短合浆时间，节约成本而且环保，温湿度很好控制，生产出一致性非常好的动力锂离子电池。 

具体技术方案如下： 

一种锂离子动力电池正极浆料，进一步地，其采用水作为溶剂，PNA聚合物作为粘结剂。 

进一步地，所述正极浆料由水、PNA聚合物、导电剂、磷酸铁锂正极材料混合制得，PNA聚合物、导电剂、磷酸铁锂正极材料重量配比为3.5%～4.5%:4.5～5.5%:89%～91%，固体材料质量：溶液质量为45%～60%。 

进一步地，所述导电剂为导电炭黑、导电石墨中的一种或者几种混合使用；所述固体材料质量为PAN聚合物、导电剂、磷酸铁锂正极材料总质量。 

上述浆料的锂离子动力电池合浆方法，包括如下步骤： 

（1）向搅拌装置中加入部分去离子水； 

（2）将粘结剂全部加入搅拌装置中，抽真空并搅拌，初步制得浆料； 

（3）向步骤（2）中初步制得的浆料中加入部分去离子水和导电剂，并进行搅拌； 

（4）向步骤（3）中制得的浆料中加入部分去离子水及部分磷酸铁锂（LFP）正极材料，并进行搅拌； 

（5）向步骤（4）中制得的浆料中加入部分去离子水及剩下的磷酸铁锂（LFP）正极材料，并进行搅拌； 

（6）高速搅拌步骤（5）中制得的浆料； 

（7）向步骤（6）中制得的浆料中加入剩余的去离子水，并低速搅拌匀浆。 

进一步地，在步骤（1）-（7）中，通过控制循浆料体系温度使整个浆料体系处于近似较高温度下的恒温状态，采用恒温循环水加热使浆料保证温度不变。