[发明专利]一种球形磷酸铁锂混合型极片的制备方法

说明书

本发明为一种球形磷酸铁锂混合型极片的制备方法，该方法中，所述的原料的组成和质量配比包括：磷酸铁锂球形料50～80份，磷酸铁锂非球形料20～50份，粘结剂2～6份，导电剂1～3份；包括如下步骤：将磷酸铁锂球形料、非球形料、粘结剂和导电剂置于双行星混合动力搅拌机内搅拌，再加入溶剂搅拌，将所制备的浆料按照涂覆在集流体上，高温蒸发除去溶剂，经辊压、切片等工序得到正极片。本发明采用具有高振实密度的磷酸铁锂球形材料和优良加工性能的非球形材料进行混合，发挥了二者的互补优势，产生协同效应，使磷酸铁锂球形料的综合性能得到改善。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种球形磷酸铁锂混合型极片的制备方法。

技术背景

磷酸铁锂作为锂离子电池第三代正极材料因其较高比容量(～170mAh/g)、原材料丰富、价格低廉和绿色环保安全等优点，被广泛的研究和应用。但其振实密度、离子传导率和电子电导率均低等缺点限制了其在新能源汽车领域的进一步发展和应用。目前市场上存在的磷酸铁锂正极材料的颗粒形貌主要有片状、梭形、球形和非球形(不规则形貌)等，其主要取决于制备方法。在工业上应用较多的是非球形料，因其制备工艺简单、设备要求低，颗粒比表面积大，极片粘结性好及所制备的电池结构稳定(循环性能好)。但是该材料在应用上也存在一定技术瓶颈，如浆料固含量低(40～45％)，电池高倍率放电容量低，低温性能差等。

球形颗粒的制备方法常见的有液相沉淀法(CN105470503A)制备出均匀碳包覆层的球形磷酸铁锂，喷雾干燥法(CN103043639A)制备微米级球形磷酸铁锂。其中湿法球磨结合喷雾干燥法(CN102642820A)制备出的球形磷酸铁锂材料具有导电性能、流动性能好，振实密度、压实密度高和体积比容量大的优点。然而对于形貌规则的球形颗粒，比表面积小，加工性能较差，浆料涂覆困难、粘结性差，限制了其在实际生产中的进一步应用。

目前锂电池的制浆工艺分为：(一)湿法混料工艺(CN104681811A)，基本的流程为：制胶、混合导电剂、混合电极材料和调节粘度。湿法混料制浆是一种传统的制浆工艺，其技术成熟，所得浆料具有良好的均匀性。但是，其整个过程需处于真空状态下进行，使得浆料固含量的稳定较差，对浆料粘度也存在影响且因为粘结剂难以分散导致制浆时间长。(二)干法混料工艺(CN106340649A)，基本流程为：干粉混合(电极材料、导电剂、粘结剂等)、加入溶剂并分散和调节粘度。干法混料制浆是先混合粉料，然后加入溶剂进行溶解搅拌。其优点在于时间短，活性物质含量高，浆料稳定性和均匀性好。但是干法混料制浆工艺也存在物料分散不均匀的问题。

发明内容

本发明针对现有的技术缺陷，提供一种磷酸铁锂球形料和非球形料混合的方法。该方法通过将磷酸铁锂球形料和非球形料混合的方式来改善球形料难加工的问题，同时在浆料制备的过程中采用高速分散的干法制浆工艺来改进浆料的均匀性，最终制备出高固含量且混合均匀的浆料、粘结性较高的电极极片，进而获得高电化学性能的电池。

本发明所采用的技术方案是：

一种球形磷酸铁锂混合型极片的制备方法，该方法中，

所述的原料的组成和质量配比包括：磷酸铁锂球形料50～80份，磷酸铁锂非球形料20～50份，粘结剂2～6份，导电剂1～3份；

所述的制备方法包括如下步骤：

(1)将粘结剂，磷酸铁锂球形料、非球形料和导电剂分别置于真空干燥箱内烘烤后，冷却至室温，密封备用；

所述磷酸铁锂球形料具有橄榄石晶体结构，其颗粒形貌为具有中空结构的二次颗粒，该二次颗粒粒径D50范围为2～30μm，由喷雾干燥法制备所得；

所述非球形磷酸铁锂D50的范围为0.5～5.0μm，比表面积为12～15g/m³，由固相/共沉淀法制备所得的；