[发明专利]一种锂离子电池正极浆料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池正极浆料及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。本发明的锂离子电池正极浆料包含正极材料和有机溶剂，所述正极材料包含正极活性物质、粘结剂和导电剂，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯(PVDF)与改性PVDF的混合物，二者质量比为1～4：1，所述正极浆料中固含量为60％～70％。本发明还公开了该正极浆料的制备方法。本发明的正极浆料的固含量提高了15％左右，浆料稳定性佳，无果冻颗粒等现象；正极极片在制作过程中可较快烘干，降低能耗；涂布速度较普通正极浆料提高了80％左右，提高生产效率；浆料中N‑甲基吡咯烷酮(NMP)用量降低，更加环保。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极浆料及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

锂离子电池具有有比能量高、循环寿命长、工作电压平稳、自放电小、安全性能高、环境污染小及无记忆效应等优点，可望大规模应用于电动汽车和太阳能、风能等清洁电能的储存。自90年代初日本公司成功将锂离子电池实现商业化后，锂离子电池受到了人们的广泛关注和研究。

在工业生产中，极片涂敷后的烘干过程是电极涂布加工中的一个重要工艺过程。传统烘干工艺是电加热并通过鼓风机送风，利用循环热风将涂层烘干。传统正极浆料在涂层烘干过程中，由于固含量较低，浆料中大量的溶剂要由烘箱所提供的热能来除去，存在下列缺点：耗能大、涂布效率低、对环境危害大。目前提高涂布效率的措施主要是：(1)提高烘箱干燥风量，(2)提高烘箱温度，(3)加长烘箱，延长干燥时间。但这并不能从根本上解决传统浆料烘干时存在的缺陷，易造成极片干裂等问题，干燥速度过快还可能会导致粘结剂迁移至涂层表面，活性物质与集流体之间易剥离。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种锂离子电池正极浆料，该正极浆料固含量高，有机溶剂含量少，可以缩短极片涂敷后的烘干时间，提高涂布效率。

本发明的另一个目的在于提供该锂离子电池正极材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的锂离子电池正极浆料的方案如下：

一种锂离子电池正极浆料，其特征在于，所述正极浆料包含正极材料和有机溶剂，所述正极材料包含正极活性物质、粘结剂和导电剂，所述粘结剂为混合聚偏二氟乙烯(PVDF)，所述混合聚偏二氟乙烯由均聚偏二氟乙烯和改性聚偏二氟乙烯组成，所述改性聚偏二氟乙烯是在均聚偏二氟乙烯上接入官能团，所述均聚偏二氟乙烯与改性聚偏二氟乙烯的质量比为1～4：1，所述正极浆料中固含量为60％～70％。

所述的正极浆料在常温常压下的粘度为7000～9000mPa·s。

所述官能团为羰基、-C-O-C-脂基中的一种或两种。

所述均聚偏二氟乙烯重均分子量为20万～100万，所述改性聚偏二氟乙烯重均分子量为20万～120万。

相同条件下合成的正极浆料固含量越高，粘度越高。当浆料粘度高于10000mPa·s时不利于正极活性物质特别是导电剂的均匀分散，涂布加工性能也会受到影响。一般PVDF的分子量越低，相同浓度下的胶液粘度及制作的正极浆料粘度也就越低；但单独使用低分子量的PVDF不能提供足够的粘结力，保证活性物质之间、活性物质与集流体之间的粘附。改性PVDF在分子链上接枝引入官能团，通过官能团和集流体之间的静电作用增大活性物质和集流体的粘结力，从而增大极片剥离强度。通过选择分子量适合的均聚PVDF和改性PVDF中的两种或两种以上混合，同时调节其配比，保证活性物质之间、活性物质与集流体之间的粘附的同时，也可达到理想的正极浆料粘度与固含量。

所述正极材料中正极活性物质、粘结剂和导电剂的质量份数比为90～95：2～4：2～6。