[发明专利]一种磷酸铁锂动力电池水性正极浆料及正极极片制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷酸铁锂动力电池水性正极浆料及正极极片制备方法。

背景技术

目前，国内外厂家生产的磷酸铁锂动力电池大多采用油性体系配方，如使用PVDF（聚偏氟二氯乙烯）作为粘结剂和NMP(N-甲基吡咯烷酮)作为溶剂。但是在涂布过程中，大量含有NMP的气体排到空气中，污染环境，同时NMP成本较高，增加了电池的生产成本。因此，已经有部分厂家采用水系体系，采用水性体系可以避免环境污染和降低生产成本，但由于水系体系中导电剂和磷酸铁锂不容易分散，制备的浆料容易分层，同时用该体系浆料制备的正极极片水份不容易除去，而使电池的性能相对油性体系出现明显下降。

发明内容

本发明的目的在于克服传统上油性体系配方污染环境和成本较高的缺点，及克服采用水性体系制备的浆料容易分层和极片水分难以除去的缺点，提供了一种分散性和稳定性优良、并很好的将正极极片中的水分去除、电化学性能得到明显的提高的磷酸铁锂动力电池水性正极浆料及正极极片制备方法。

为达到发明目的本发明采用的技术方案是：

一种磷酸铁锂动力电池水性正极浆料，其特征在于：所述正极浆料由以下重量份的组分组成：

磷酸铁锂：100份，

水性粘合剂：5-30份，

导电剂：3-20份，

去离子水：35-65份，

无水乙醇：2-5份。

使用本发明磷酸铁锂动力电池正极浆料的正极极片制备方法，其步骤如下：

(1)将所述水性粘合剂、导电剂、35-90%所述的去离子水、所述无水乙醇混合，采用超声波分散5-30分钟，超声频率为100-1000HZ；

(2)将（1）中制备的混合溶液加入到动力混合搅拌机中，搅拌10-30分钟，所述磷酸铁锂按重量比分3-5次加入，每次加入后均以1000-3000转/分钟的转速搅拌10分钟，磷酸铁锂全部加入后的浆料转入超声设备中超声分散5-30分钟，超声频率为100-1000HZ ；

(3)将（2）中制备的浆料加入到动力混合搅拌机中，以2000-4000转/分钟的转速搅拌2-3小时后，将浆料转入研磨机中研磨0.5-2小时；

(4)将（3）中制备的浆料再转入超声设备中超声分散5-30分钟，超声频率为100-1000HZ ；超声后将浆料转入动力混合搅拌机中，以2000-4000转/分钟的转速搅拌1-3小时；

(5)根据浆料的粘度要求，将剩余的去离子水加入到动力混合搅拌机中以1500-2500转/分钟的转速搅拌1-2小时；

(6)将（5）中制备的浆料加入到转入超声设备中超声分散5-30分钟，超声频率为25-100HZ ；超声后将混合均匀的浆料用80-200目的筛网过滤2遍，将所述浆料涂布在12-25um的铝箔、不锈钢箔或铁箔上，通过涂布机烘箱烘干制得正极极片。

进一步，步骤（6）中的涂布机烘箱烘干步骤如下：

A、将涂布完后的极卷在涂布机烘箱来烘烤1-3小时，烘箱温度为80-130℃，走带速度为3-10m/min；

B、在烘箱烘烤过的极卷通过轧辊机压实后，制成各种形状的电极片，将极片在真空烘箱内烘烤，烘烤温度为105-180℃，采用氮气与氩气的混和气体保护，两小时换一次保护气体，烘烤时间为24-48小时。

进一步，步骤B中的氮气与氩气的混和气体中氩气的体积百分比为30-70%。

本发明的有益效果：

（1）使用去离子水作为溶剂，代替了传统的以PVDF（聚偏氟二氯乙烯）作为粘结剂和NMP(N-甲基吡咯烷酮)作为溶剂的浆料制备方法，避免了使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)找出的环境污染，同时大大降低了生产成本，采用超声和研磨机研磨两种辅助手段分散浆料，大大提高了浆料的均一性和稳定性；

（2）在极片的烘烤过程中，在涂布机多次烘烤及以氮气与氩气的混和气体作为保护气体真空烘烤，很好的解决了水性浆料制备的极片中水分难除的问题，具有非常显著的效果；

（3）大大提高了通过本发明的技术方案所制作的电池的放电性能及循环性能。

附图说明

图1是采用本发明实施例1正极片制得的电池的充放电曲线图。

图2是采用本发明实施例1正极片制得的电池的不同倍率放电效率图。

图3是采用本发明实施例1正极片制得的电池的循环曲线图。

具体实施方式