[发明专利]一种正极浆料及制备方法、锂离子电池

说明书

本发明公开了一种正极浆料及制备方法、锂离子电池。正极浆料制备方法如下：①在惰性气氛下将高镍活性材料、导电剂和粘结剂进行球磨分散或搅拌分散得混合物A；②在真空条件下将混合物B搅拌分散；混合物B为混合物A与60～90wt％NMP溶剂的预混物；③加入剩余NMP，在真空条件下搅拌分散得混合物C；④调节其粘度、固含量即得。本发明正极浆料制备方法简便，可无需控制严苛的环境湿度，降低了环境控制成本，制备过程中不易出现浆料“果冻状”现象；正极浆料分散性好，流动性好，易于后续极片涂布，吸湿性强，能量密度高；由其制得的锂离子电池具有首次充电、放电比容量高，首次充放电效率高，循环性能好和倍率性能好等优异性能。

技术领域

本发明涉及一种高能量密度正极浆料及制备方法、锂离子电池。

背景技术

高镍三元材料(如LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂、LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂)碱性强，浆料的pH值高，并且材料表面容易吸水，在浆料制备过程中容易出现浆料“果冻状”等现状，造成涂布困难。中国专利申请CN103682305A公开了一种大容量锂离子电池正极浆料及其制备方法，其制备方法中，首先对三种干粉预混，使其混合均匀，再通过在浆料中加入BM7OOH表面活性剂，来减少表面张力，降低浆料的碱性，解决了Ni含量过高而带来的“果冻”凝结成团的问题，但是其制备过程较为繁琐，易造成材料在制备过程中吸水。中国专利申请CN102760864A公开了一种镍钴铝酸锂电池正极片的制备方法，其通过镍钴铝酸锂材料表面包覆(具体采用纳米陶瓷和/或纳米三氧化二铝Al₂O₃对活性物质镍钴酸锂材料进行包覆)、pH值调节、浆料抗氧化、极片贴膜等工艺克服了镍钴铝酸电池pH值较高、吸湿性强的缺陷，但是其制备过程较为繁琐，同时进行活性材料的表面纳米包覆增加了生产成本。

因此，研发一种分散性好、流动性好、易于后续极片涂布、吸湿性弱、能量密度高的锂离子电池正极浆料是亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中高镍三元材料碱性强、浆料pH值高、吸湿性强，在制备过程中容易出现浆料“果冻状”等现象，造成涂布困难的缺陷，提供了一种正极浆料及制备方法、锂离子电池。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种锂离子电池正极浆料的制备方法，其包括下述步骤：

(1)在惰性气氛下，将正极活性材料、导电剂和粘结剂进行球磨分散或搅拌分散，得混合物A；其中，所述正极活性材料为高镍活性材料；

(2)在真空条件下，将混合物B搅拌分散；所述混合物B为所述混合物A与60～90wt％NMP溶剂的预混物；

(3)加入剩余NMP溶剂，在真空条件下，搅拌分散，得混合物C；

(4)调节所述混合物C的粘度为1000～10000cps，固含量为55％～80％，即得所述锂离子电池正极浆料。

本发明中，所述锂离子电池正极浆料的粒度可小于等于20μm。在一实施例中，锂离子电池正极浆料的粒度为11μm。

步骤(1)中，所述惰性气氛可为本领域常规的惰性气氛，一般可为稀有气体气氛或氮气气氛，优选氮气气氛。所述稀有气体气氛可为本领域常规，如氦气气氛或氩气气氛。

步骤(1)中，所述球磨分散的操作和参数可为本领域常规，一般在机械球磨机中进行，例如行星式球磨机。