[发明专利]磷酸铁锂电池正极浆料、正极、磷酸铁锂电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种磷酸铁锂电池正极浆料、正极、磷酸铁锂电池。

背景技术

磷酸铁锂材料具有安全性能好、循环性能优异、环境友好、原料来源广泛等特点，其中，锂、铁、磷都是地球上储量丰富的元素，尤其是铁系材料原料来源广，价格低廉，被公认为新一代锂离子电池首选正极材料，已成为当今世界上主要发达国家的重点研究和发展方向。而且，由于其高温下自身以及所使用的电解液稳定，并具有良好的高温循环性能，特别适合于做动力电池。磷酸铁锂锂离子电池，近年来在电动工具、储能、电动汽车上得到了大量开发与应用。

磷酸铁锂电池有以下优点：一、超长寿命，2000次循环容量保持率在80％以上。二、使用安全，磷酸铁锂材料具有橄榄石结构，高温下不易分解，相对于钴酸锂和锰酸锂材料比较稳定。三、无记忆效应。四、绿色环保。

但是，与以往的正极材料如钴酸锂、锰酸锂、三元材料相比，磷酸铁锂材料的导电性较差，从而影响了电池的倍率放电性能。因此，在磷酸铁锂电池所使用的正极浆料中，需加入比重较大的导电剂。现有技术中，正极浆料中的导电剂以导电碳黑SP-Li、导电石墨KS6、导电石墨SFG6等导电碳粉为主，其中导电碳黑SP-Li、导电石墨KS6、导电石墨SFG6均从瑞士特密高（TIMCAL)有限公司购买，这些产品为本领域技术人员所公知的产品。虽然在正极浆料中加入了上述导电剂，但是使用这些正极浆料的磷酸铁锂电池的倍率性能仍旧不佳，且电池的发热量大，影响了电池的安全性能与应用范围。碳纳米管（CNT）具有良好的导电性能和传热性能，但分散性较差，无法实现其在正极浆料中的分散。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种磷酸铁锂电池正极浆料、正极、磷酸铁锂电池。该正极浆料制备工艺简单，能有效的分散导电剂碳纳米管，提高电池的倍率性能。

本发明提供一种磷酸铁锂电池正极浆料，包括：磷酸铁锂、碳纳米管和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。其中，碳纳米管是导电剂，聚乙烯吡咯烷酮是碳纳米管的分散剂。

优选的是，所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为1万~10万。

优选的是，所述的磷酸铁锂电池正极浆料还包括：分子量为60万~100万的聚偏二氟乙烯（PVDF）。其中，聚偏二氟乙烯是油性粘合剂。

优选的是，所述的磷酸铁锂电池正极浆料由固体干料和溶剂混合而成，其中，固体干料由磷酸铁锂、碳纳米管、聚偏二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮组成，所述固体干料按照以下质量百分比组成：

磷酸铁锂：88~93wt％

碳纳米管：0.5~5wt％

聚偏二氟乙烯：3~9wt％

聚乙烯吡咯烷酮：0.1~1wt％。

优选的是，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮（NMP）。

优选的是，所述溶剂的质量为所述固体干料总质量的110~130wt％。

本发明还提供一种磷酸铁锂电池正极，其是由上述的磷酸铁锂电池正极浆料制成的。

本发明还提供一种磷酸铁锂电池，其包括上述的磷酸铁锂电池正极。

优选的是，所述磷酸铁锂电池的负极由负极浆料制成，所述负极浆料由固体干料和水混合而成，其中，固体干料包括：碳粉、导电石墨、水性粘合剂。

优选的是，所述固体干料按照以下质量百分比组成：

碳粉：88～93wt％

导电石墨SFG6：2～7wt％

水性粘合剂LA132：2～6wt％；

其中，水的质量为所述固体干料总质量的60~80wt％。

其中，LA132的主要成分为丙烯酸类多元共聚物，LA132从成都茵地乐电源科技有限公司购买，该产品为本领域技术人员所公知的产品。

本发明提供的磷酸铁锂电池正极浆料使用了聚乙烯吡咯烷酮作为正极导电剂碳纳米管的分散剂，可以有效的分散碳纳米管，从而制得性能优异的正极浆料。包括使用该浆料制得的电池正极的磷酸铁锂电池具有优异的倍率性能，提高了充放电的电池容量，大大降低了电池在大电流放电过程中的温度升高值，提高了电池的放电平台。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本实施例提供一种磷酸铁锂正极浆料，该正极浆料的配制过程如下：