一種聚合物鋰離子電池正極漿料及其制備方法和用其制備的正極極片和聚合物鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及聚合物裡離子電池領(lǐng)域，尤其設(shè)及聚合物裡電池正極漿料的勻漿方 法、正極極片和聚合物裡離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 與其他化學(xué)電源相比，裡離子二次電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、開路電壓 高、無記憶效應(yīng)、安全無污染等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過二十多年的飛速發(fā)展，裡離子二次電池廣泛的應(yīng) 用于筆記本電腦、移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)等領(lǐng)域。隨著人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，汽車尾 氣所帶來的環(huán)境污染和全球氣候變暖現(xiàn)象已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注，為了根治汽車尾氣對(duì)環(huán) 境污染和全球氣候變暖現(xiàn)象W及緩解石油資源日益減少帶來的能源危機(jī)，節(jié)能環(huán)保的電動(dòng) 汽車的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化成為全世界關(guān)注的問題。和其他移動(dòng)設(shè)備相比，電動(dòng)汽車對(duì)電池 的循環(huán)壽命、過充安全性能W及大電流放電能力等性能提出更高的要求。
[0003] 漿料的制備是裡電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵工序，漿料混合的均勻程度直接關(guān)系到后續(xù) 各工序的制備工藝及電池性能。傳統(tǒng)裡離子電池的正極勻漿方法，首先將溶劑與粘結(jié)劑進(jìn) 行攬拌2~4小時(shí)，再加入導(dǎo)電劑攬拌1~3小時(shí)，再加入活性物質(zhì)攬拌2~4小時(shí)，制備成正極漿 料。勻漿過程中粘結(jié)劑會(huì)有細(xì)小團(tuán)狀顆粒未完全溶解，導(dǎo)電劑容易團(tuán)聚、難分散、分散效果 差，因而造成了此勻漿工藝具有W下缺點(diǎn)：（0漿料的均勻性不好；（2)漿料的穩(wěn)定性不好， 漿料放置一段時(shí)間后容易分層。
[0004] 因此，研究出一種聚合物裡離子電池正極漿料并應(yīng)用于聚合物裡離子電池上，提 高漿料的均勻性和穩(wěn)定性，并且提高聚合物裡離子電池的循環(huán)性能、倍率充放電性能W及 過充安全性能，對(duì)聚合物裡離子電池制備行業(yè)的發(fā)展具有重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的之一在于提供一種漿料均勻性和穩(wěn)定性 好的聚合物裡離子電池正極漿料勻漿方法。
[0006] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種由上述聚合物裡離子正極漿料制得的均勻性和 柔初性好的正極極片。
[0007] 本發(fā)明的目的之=在于提供一種由所述的正極極片制得的聚合物裡離子電池。 [000引為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種聚合物裡離子電池正極漿料，其特征是:包括如下步驟:其特征是： (1 )、首先稱取一定量的溶劑放入行星攬拌機(jī)攬拌罐中，加入粘結(jié)劑，用行星攬拌機(jī)先 公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速10± Ir/min，時(shí)間10±5min后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1000 +化/min,時(shí)間ISOmin，打膠完 畢，真空保存待用，真空度為-0. 09MPa~-0.1 MPa; (2)、導(dǎo)電劑、分散劑、剩余溶劑加入另一攬拌罐中，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速20 ± Ir/min，時(shí)間10 ± 5min后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1500 ±化/min，抽真空至真空度-0.09MPa~-0.1 MPa，時(shí)間60min; (3) 、加入第I步制取的粘結(jié)劑膠液，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速20 ± Ir/min，時(shí)間10 ± 5min后啟動(dòng)自 轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1500±化/min，抽真空至真空度-0.09MPa~-0.1 MPa，時(shí)間30min; (4) 、先加入一半活性物質(zhì)，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速25 + Ir/min，時(shí)間10±5min后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 2000 ±化/min，抽真空至真空度-0.09MPa~-0.1 MPa，時(shí)間60min; 巧）、再加入一半活性物質(zhì)，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速25 + Ir/min，時(shí)間10±5min后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 2000±化/min，抽真空至真空度-0.09MPa~-0.1 MPa，時(shí)間60min，得到分散均勻的裡離子電 池正極漿料； 所述的溶劑為N-甲基化咯燒酬(NMP); 所述的粘結(jié)劑為聚偏氣氯乙締(PVD巧； 所述的導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳黑和導(dǎo)電石墨； 所述的分散劑為聚乙二醇(PEG); 所述的活性物質(zhì)為憐酸鐵裡。
[0009] 所述的正極活性物質(zhì)(憐酸鐵裡）、導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨、粘結(jié)劑(PVW)、溶劑(NMP) 的質(zhì)量比為(91~94) : (2~4) : (1~3) : (3~5) : (100~120);所述的分散劑的加入量為總漿料重 量的0.3~0.5%;所述的聚合物裡離子電池正極漿料的粘度為6000-8000化? S。
[0010] 由W下方法制備而得，該方法具體操作步驟如下:首先稱取一定量的溶劑(NMP)放 入行星攬拌機(jī)攬拌罐中，加入粘結(jié)劑(PVD巧，PVDF與NMP質(zhì)量比為1:11.5，用行星攬拌機(jī)先 公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速lOr/min，時(shí)間IOmin后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速100化/min，時(shí)間ISOmin，打膠完畢，真空保 存待用，真空度為-〇.〇9MPa;其次導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨、分散劑(PEG)、剩余溶劑(NMP)加入另 一攬拌罐中，導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨、陽G和剩余NMP與PVDF的質(zhì)量比為0.6:0.2:0.17:10.8:1， 先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速20r/min，時(shí)間IOmin后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1500r/min，抽真空至真空度-0.09MPa， 時(shí)間60min;然后加入先前制取的粘結(jié)劑膠液，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速20r/min，時(shí)間IOmin后啟動(dòng)自 轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1500r/min，抽真空至真空度-0.09M化，時(shí)間30min;先加入一半活性物質(zhì)（憐酸鐵 裡），憐酸鐵裡與PVDF的質(zhì)量比為9.1:1，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速25r/min，時(shí)間IOmin后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 2000r/min，抽真空至真空度-0.09MPa，時(shí)間60min;最后再加入一半活性物質(zhì)(憐酸鐵裡）， 憐酸鐵裡與PVDF的質(zhì)量比為9.1:1，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速25r/min，時(shí)間IOmin后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 20(K)r/min，抽真空至真空度-0.09MPa，時(shí)間60min，得到分散均勻的聚合物裡離子電池正極 漿料，漿料固含量為47.28%。
[0011] (1 )、首先稱取一定量的溶劑放入行星攬拌機(jī)攬拌罐中，加入粘結(jié)劑，用行星攬拌 機(jī)先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速l〇±lr/min，時(shí)間10±5min后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速lOOO + Sr/min,時(shí)間ISOmin,打 膠完畢，真空保存待用，真空度為-0. 〇9MPa~-0.1 MPa; (2) 、導(dǎo)電劑、分散劑、剩余溶劑加入另一攬拌罐中，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速20 ± Ir/min，時(shí)間10 ± 5min后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1500 ±化/min，抽真空至真空度-0.09MPa~-0.1 MPa，時(shí)間60min; (3) 、加入第1步制取的粘結(jié)劑膠液，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速20 ± Ir/min，時(shí)間10 ± 5min后啟動(dòng)自 轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1500±化/min，抽真空至真空度-0.09MPa~-0.1 MPa，時(shí)間30min; (4) 、先加入一半活性物質(zhì)，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速25 + Ir/min，時(shí)間10±5min后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 2000 ±化/min，抽真空至真空度-0.09MPa~-0.1 MPa，時(shí)間60min; 巧）、再加入一半活性物質(zhì)，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速25 + Ir/min，時(shí)間10±5min后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 2000±化/min，抽真空至真空度-0.09MPa~-0.1 MPa，時(shí)間60min，得到分散均勻的裡離子電 池正極漿料； 所述的溶劑為N-甲基化咯燒酬(NMP); 所述的粘結(jié)劑為聚偏氣氯乙締(PVD巧； 所述的導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳黑和導(dǎo)電石墨； 所述的分散劑為聚乙二醇(PEG); 所述的活性物質(zhì)為憐酸鐵裡。
[001^ 所述的正極活性物質(zhì)(憐酸鐵裡）、導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨、粘結(jié)劑(PVD巧、溶劑(NMP) 的質(zhì)量比為（91~94) : (2~4) : (1~3) : (3~5) : (100~120); 所述的分散劑的加入量為總漿料重量的0.3~0.5%;所述的聚合物裡離子電池正極漿料 的粘度為6000-8000化? S。
[0013] 所述的正極極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體上的正極漿料;所述的正極 集流體為侶錐。
[0014] 所述的正極漿料采用權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)制得。
[0015] 所述的聚合物裡離子電池包括侶塑膜殼體和密封在該電池殼體內(nèi)的電極組和電 解液;所述的電極組包括正極、負(fù)極、W及位于正、負(fù)極間的隔膜;所述的正極極片采用權(quán)利 要求6或7中任意一項(xiàng)所述的正極極片。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果在于：1、本發(fā)明勻漿過程中引入了分散劑(PEG),解決了導(dǎo)電劑 容易團(tuán)聚、難分散、分散效果差的難題;2、本發(fā)明首先加入導(dǎo)電劑、分散劑和少量溶劑(NMP) 進(jìn)行攬拌，導(dǎo)電劑粒子在攬拌過程中碰撞、研磨幾率更大，增強(qiáng)漿料分散效果，提高了攬拌 效果。3、本發(fā)明采用分批的方法加入活性物質(zhì)，避免活性物質(zhì)一次加入后經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間攬拌仍 無法獲得混合均勻的漿料的缺點(diǎn)，分批加入，提高了漿料的均勻性和穩(wěn)定性，從而提高了漿 料的品質(zhì)。4、本發(fā)明的正極漿料制得的正極極片均勻性和柔初性好;5、本發(fā)明制得的聚合 物裡離子電池不僅能夠提高循環(huán)性能和倍率充放電性能，又能提高聚合物裡離子電池的過 充安全性能。
【附圖說明】
[0017] 圖1為通過本發(fā)明實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例的方法制得的聚合物裡離子電池的循環(huán) 曲線圖。
[0018] 圖2為通過本發(fā)明實(shí)施例2和對(duì)比實(shí)施例的方法制得的聚合物裡離子電池的循環(huán) 曲線圖。
[0019] 圖3為通過本發(fā)明實(shí)施例3和對(duì)比實(shí)施例的方法制得的聚合物裡離子電池的循環(huán) 曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明： 實(shí)施例1: 本實(shí)施例聚合物裡離子電池正極漿料由W下方法制備而得，該方法具體操作步驟如 下:首先稱取一定量的溶劑(NMP)放入行星攬拌機(jī)攬拌罐中，加入粘結(jié)劑(PVW) ,PVDF與NMP 質(zhì)量比為1:11.5，用行星攬拌機(jī)先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速lOr/min，時(shí)間IOmin后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1000 r/ min,時(shí)間ISOmin，打膠完畢，真空保存待用，真空度為-0.09M化;其次導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨、 分散劑（PEG)、剩余溶劑(匪P)加入另一攬拌罐中，導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨、PEG和剩余匪P與 PVDF的質(zhì)量比為0.6:0.2:0.17:10.8:1，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速20r/min，時(shí)間IOmin后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 1500r/min，抽真空至真空度-0.09MPa，時(shí)間60min;然后加入先前制取的粘結(jié)劑膠液，先公 轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速20r/min，時(shí)間IOmin后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1500r/min，抽真空至真空度-0.09MPa，時(shí)間 30min;先加入一半活性物質(zhì)(憐酸鐵裡），憐酸鐵裡與PVDF的質(zhì)量比為9.1:1，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 25r/min，時(shí)間IOmin后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速2000r/min，抽真空至真空度-0.09MPa，時(shí)間60min;最 后再加入一半活性物質(zhì)(憐酸鐵裡），憐酸鐵裡與PVDF的質(zhì)量比為9.1:1，先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速25r/ min，時(shí)間IOmin后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速2000;r/min,抽真空至真空度-0.09MPa，時(shí)間60min，得到分 散均勻的聚合物裡離子電池正極漿料，漿料固含量為47.28%。
[0021] 使用本實(shí)施例中的正極漿料制備正極極片的步驟如下： (1)正極涂布:將制得的正極漿料涂覆在正極集流體侶錐上。（2)制片。（3)極片真空烘 烤，烘烤溫度100-1 l〇°C，真空度小于-0.09MPa，制得正極極片。
[0022] 實(shí)施例2: 本實(shí)施例聚合物裡離子電池正極漿料由W下方法制備而得，該方法具體操作步驟如 下:首先稱取一定量的溶劑(NMP)放入行星攬拌機(jī)攬拌罐中，加入粘結(jié)劑(PVW) ,PVDF與NMP 質(zhì)量比為1:11.5，用行星攬拌機(jī)先公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速lOr/min，時(shí)間IOmin后啟動(dòng)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1000 r/ min,時(shí)間ISOmin，打膠完畢，真空保存待用，真空度為-0.09M化;其次導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨、 分散劑（PEG)、剩余溶劑(匪P)加