[发明专利]一种补锂正极浆料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种补锂正极浆料及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)将溶剂和粘结剂混合，加入导电剂进行一次真空搅拌后与补锂剂混合，进行二次真空搅拌得到导电胶液；(2)将导电胶液分三次与正极活性材料混合，加入溶剂调节粘度得到所述补锂正极浆料，本发明将补锂剂加入导电胶中，使其优先与粘结剂、导电剂等少量成分混合形成均匀的导电胶液，再将胶液加入正极材料中，令胶液浸润正极主材，由于胶液对正极主材的润湿角＜90°，可以不增加加工步骤，能够有效分散补锂剂。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种补锂正极浆料及其制备方法和应用。

背景技术

随着对锂离子电池能量密度要求的提高，锂电池中开始应用Si体系负极材料。但Si负极材料由于其自身特性，会导致重复生成SEI膜，大量消耗电池体系中的Li⁺，导致电芯循环稳定性大幅下降。在这样的背景下，行业内开始探索正极补锂剂Li₂NiO₂(下称LNO)的合理使用方法，LNO首次充电Li⁺释放量远大于通用的LFP、NCM等材料，在浆料中LNO未分散均匀的情况下，会导致涂布后LNO仅分布于极片部分区域，从而引起区域性析锂，刺穿隔膜，造成微短路，并导致电芯发生严重自放电以及带来重大安全隐患。

CN112490490A公开了一种锂离子电池。所述锂离子电池包括正极、负极和非水电解液，其中，所述正极包括正极材料，且所述正极材料包括高镍正极材料和正极补锂材料Li₂NiO₂；所述非水电解液中含有添加剂，其通过将Li₂NiO₂直接与正极材料混合进行补锂，LNO颗粒较大，与正极材料同时加入浆料中，难以保证LNO在正极材料中的均匀分散，且LNO吸水性较强，在混料过程中，LNO固体粉末与空气直接接触，随着时间推移，会引入大量水分，LNO表面残留的Li₂O、NiO与水反应会导致浆料整体粘度剧增，甚至导致浆料粘度稳定性下降，严重的可能导致浆料凝胶化。

CN110137433A明公开了一种向锂离子电池正极片补锂的方法，先将正极浆料涂覆于正极片的表面，然后立即将正极补锂添加剂喷洒在正极片表面，干燥正极片。其所述补锂方法为将Li₂NiO₂喷洒在正极片表面。

上述方案一方面增加了LNO粉料与空气接触的时间，另一方面无法保证相同匀浆时间内可以使LNO颗粒均匀分散于浆料体系中，因此开发一种稳定性好且避免LNO与空气接触的补锂正极浆料是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种补锂正极浆料及其制备方法和应用，本发明将补锂剂加入导电胶中，使其优先与粘结剂、导电剂等少量成分混合形成均匀的导电胶液，再将胶液加入正极材料中，令胶液浸润正极主材，由于胶液对正极主材的润湿角＜90°，可以不增加加工步骤，能够有效分散补锂剂。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种补锂正极浆料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将溶剂和粘结剂混合，加入导电剂进行一次真空搅拌后与补锂剂混合，进行二次真空搅拌得到导电胶液；

(2)将导电胶液分三次与正极活性材料混合，加入溶剂调节粘度得到所述补锂正极浆料。

本发明所述制浆方法，能够使补锂剂在较低固含量的条件下，简单的与粘结剂胶液混合均匀，将导电胶液分三次与正极活性材料混合，后通过导电胶液对正极活性材料粉料的浸润、捏合及分散作用，有效的令补锂剂达到在正极活性材料中的均匀分散状态，避免涂布后补锂剂在极片表面的区域性分布引起的析锂问题。除此之外，这种混合方式能够在加工过程中通过粘结剂胶液保护补锂剂颗粒，避免其粉料直接与空气接触，减少空气中水分对浆料稳定性的影响，提升浆料加工窗口。

优选地，步骤(1)所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮。