[发明专利]水系磷酸铁锂电池及其正极浆料和正极浆料的制备方法

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，尤其是指一种水系磷酸铁锂电池及其正极浆料和正极浆料的制备方法。所述正极浆料包括改性磷酸铁锂、复合导电剂和粘结剂，所述改性磷酸铁锂、复合导电剂和粘结剂的重量比为：94‑97：1.5‑3.5：1.5‑3.5；所述改性磷酸铁锂的锂源为氢氧化锂和碳酸锂的混合物；所述改性磷酸铁锂的表面进行原位复合碳包覆；所述复合导电剂包括导电剂A和导电剂B，所述导电剂A为一维或二维高导电性材料，所述导电剂B为点状导电炭黑材料。本发明有益效果：本发明制备的水系磷酸铁锂正极浆料导电性好，活性物质占比高，浆料流动性和稳定性好，所得水系磷酸铁锂电池具有低内阻、倍率性能、循环性能及安全性好的优势。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其是指一种水系磷酸铁锂电池及其正极浆料和正极浆料的制备方法。

背景技术

随着风能、光伏等可再生能源发电产业的快速发展，电网干扰、污染及随机性引起的弃光、弃风问题日趋严重，储能技术是实现太阳能、风能等可再生能源发电并网普及应用和智能电网建设的重要技术之一。由于钢壳的安全隐患、聚合物工艺技术复杂，而采用铝塑复合膜为外壳材料的锂离子电池工艺技术简单、成本较低、电池形状可塑性强等优点。同时由于磷酸铁锂具有无毒、安全性好、价格偏于、寿命长等优点，成为储能电池的重要正极材料。

目前大部分的磷酸铁锂存在导电性差的问题，且现行的理算铁锂电池行业规模化生产时，普遍采用有机溶剂粘结剂体系，采用聚偏氟乙烯为粘结剂，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，NMP具有价格高、毒性大、回收困难等缺点。水系磷酸铁锂电池正极匀浆技术是以去离子水为溶剂，成本低、无毒害、制造环境要求较低。但传统磷酸铁锂材料应用在水性体系中其浆料存在流动性差、不易分散、极片柔韧性差等缺点，另外电性能较油系正极存在一定的差距。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种流动性、导电性能及加工性能优异的水系磷酸铁锂电池的正极浆料和正极浆料的制备方法及水系磷酸铁锂电池。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种水系磷酸铁锂电池的正极浆料，所述正极浆料包括改性磷酸铁锂、复合导电剂和粘结剂，所述改性磷酸铁锂、复合导电剂和粘结剂的重量比为：94-97：1.5-3.5：1.5-3.5；

所述改性磷酸铁锂的锂源为氢氧化锂和碳酸锂的混合物，所述氢氧化锂和碳酸锂的重量比为30-50：50-70；所述改性磷酸铁锂的表面进行原位复合碳包覆；

所述复合导电剂包括导电剂A和导电剂B，所述导电剂A和导电剂B的重量比为：1-2：0.5；所述导电剂A为一维或二维高导电性材料，所述导电剂B为点状导电炭黑材料。

本发明的另一技术方案为：提供一种上述的水系磷酸铁锂电池的正极浆料的制备方法，包括如下步骤：

1)将导电剂A和导电剂B加入到搅拌罐中，设置搅拌速度为30-40转/分钟，分散速度为5000-7000转/分钟，混合搅拌1-3小时，得复合导电剂，所述复合导电剂的浆料细度小于45um；

2)将粘结剂和45-60％去离子水加入步骤1)所得搅拌罐，设置搅拌速度10-20转/分钟；

3)将改性磷酸铁锂加入步骤2)所得搅拌罐，搅拌速度20-30转/分钟，分散速度2000-3000转/分钟，固含量65-70％，搅拌时间1-3小时；

4)加入15-20％的去离子水至步骤3)所得搅拌罐，搅拌速度30-40转/分钟，分散速度4000-6000转/分钟，搅拌时间1-2小时；

5)加入剩余的去离子水至步骤4)所得搅拌罐，搅拌速度30-40转/分钟，分散速度5000-7000转/分钟，搅拌时间0.5-1.5小时，获得水系磷酸铁锂电池的正极浆料。