[发明专利]一种提高锂电池正极浆料固含量的制备方法

说明书

本发明涉及锂电池正极浆料技术领域，公开了一种提高锂电池正极浆料固含量的制备方法，包括如下步骤：所述正极浆料包括正极活性材料、导电剂、海藻酸钠改性PVDF、N‑甲基吡咯烷酮和丙三醇；先将海藻酸钠改性PVDF、丙三醇与N‑甲基吡咯烷酮混合打胶，然后加入导电剂和提前与N‑甲基吡咯烷酮混合的正极活性材料，搅拌混合后加入N‑甲基吡咯烷酮调节粘度；丙三醇作为分散剂可提高正极浆料的固含量。本发明在保证浆料粘度一定下，使用丙三醇作为分散剂，提升固含量，提高产能；减少NMP的用量，降低生产成本；海藻酸钠改性PVDF作为粘结剂可以提高粘结性和分散性，进而提高正极浆料的稳定性和分布性。

技术领域

本发明涉及锂电池正极浆料技术领域，尤其涉及一种提高锂电池正极浆料固含量的制备方法。

背景技术

锂电池的正极都是由集流体、正极活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂组成，传统用于锂离子电池正极的粘合剂是聚偏氟乙二烯(PVDF)，其溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。为了将正极浆料调成适合涂布的粘度，会多次加入NMP。现有的匀浆过程中，加入NMP虽然能降低浆料粘度使其方便涂布，但是NMP的加入会降低浆料的固含量，并延长了涂布时烘干极片的时间，对于工业生产来说，降低了产能。所以需要一种在保证浆料粘度一定情况下，提高固含量，从而能够提高生产速度，提升产能。并且NMP不仅价格昂贵且有毒会造成环境污染与安全问题，NMP易吸水而凝胶化，不能使浆料均匀涂敷在集电器上，减少NMP的使用有利于电极性能的发挥。

公开号为CN105552359A的中国发明专利公开了一种锂电池正极浆料的制备方法，选用镍钴锰酸锂三元材料为正极活性物质，碳纳米管及导电石墨KS-6的混合物为导电剂，N-甲基吡咯烷酮为溶剂，聚偏氟乙烯PVDF为粘结剂；在混浆前对正极材料进行烘烤；混浆过程中采用不同速度混合搅拌外加一定时间的真空搅拌；混浆快结束时，添加适量乙醇消泡剂；并且在涂布前用100目筛网对浆料进行过滤。其不足之处在于加入NMP含量过多，会同时降低粘度和固含量，且过多的NMP会增加后续处理困难，还会造成环境污染与安全问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种提高锂电池正极浆料固含量的制备方法，通过添加丙三醇作为分散剂，在保证浆料粘度不变下，减少NMP的用量，从而提高浆料的固含量，提升产能。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

本发明提供了一种提高锂电池正极浆料固含量的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

所述正极浆料包括正极活性材料、导电剂、海藻酸钠改性PVDF、N-甲基吡咯烷酮和丙三醇；先将海藻酸钠改性PVDF、丙三醇与N-甲基吡咯烷酮混合打胶，然后加入导电剂和提前与N-甲基吡咯烷酮混合的正极活性材料，搅拌混合后加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度；丙三醇作为分散剂可提高正极浆料的固含量。

在制备正极浆料过程中，加入NMP会同时降低粘度和固含量，而加入分散剂丙三醇促进正极活性材料、导电剂等的分散，进而降低正极浆料的粘度，达到减少NMP的加入量就达到较低的粘度和较高固含量的目的。先使得正极活性材料和NMP混合，再加入导电剂，可以提高正极活性材料的分散性，在正极浆料制备过程中不会出现材料团聚、分散不均的问题，所得浆料一致性良好。

聚偏氟乙二烯(PVDF)作为粘合剂具有良好的热和电化学稳定性，但同时也有价格昂贵、分散性和相容性较差等缺点。本发明中使用海藻酸钠改性PVDF可以提高PVDF的分散性和相容性，尤其是在正极浆料中加入丙三醇作为分散剂后，海藻酸钠中富含的羧基和羟基可以提高与丙三醇的相容性，以及提高正极浆料的分散性和固含量。并且，能够提高正极材料与正极集流体间的结合稳定性，提高电池产能。

作为优选，所述正极活性材料为磷酸铁锂或者三元镍钴锰正极材料。

作为优选，所述导电剂为活性炭或者炭黑。

作为优选，所述正极活性材料、导电剂、海藻酸钠改性PVDF和丙三醇的质量比为90～95：3～4：4～5：0.1～1。