[发明专利]一种锂离子电池正极浆料的制备方法

说明书

本发明提供了一种锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于所述复合分散剂为聚偏二氟乙烯与聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或者几种复合而成。本正极浆料均一、稳定、具有良好的流动性，在复合分散剂的相互作用下，碳纳米管可以充分分散到溶剂中，不聚集，与导电炭黑以及正极活性物质形成良好的导电网络。本发明提供的正极浆料制备的电池具有优异的高倍率充放电性能并且制备简单，成本低，便于长期保存，适宜于大规模化的生产应用。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料领域，尤其涉及一种锂离子电池正极浆料的制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种高新技术产品，与镍镉、镍氢电池相比，锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、无记忆效应、可快速充放电、工作温度范围宽等诸多优点。随着近几年碳纳米管在锂离子电池中的优异表现，人们也越发期望碳纳米管能在倍率型电池中取代传统导电剂，做出更高倍率且安全稳定的锂离子电池，以扩宽锂离子电池在大电流充放电领域的应用市场。

目前，碳纳米管在锂离子电池中已经得到较为广泛的应用，特别是手机，笔记本等数码产品中。但是由于碳纳米管价格远远超过常规炭黑导电剂，导致使用成本较高，并且分散困难，只能少量添加碳纳米管，锂离子电池容量和充放电倍率性能虽然有了比较大的提升，但是性能特别是快速充放电性能仍然远远不能满足实际应用。

常规锂电池正极掺杂碳纳米管复合导电剂工艺中,碳管分散性不好，出现团聚，导电剂分散性不好，无法形成良好的导电网络，锂电池充放电性能不理想。并且所用的碳纳米管导电剂分散对设备以及研磨介质要求很高，采用2mm甚至1mm以下的研磨介质。专利CN104868125A公开了采用0.8 -1.0 mm的研磨介质，利用高速砂磨机研磨分散，但是砂磨机本身成本高，磨损大，大幅增加了生产成本，且研磨介质且残留于样品内，难以除去，对后续电池生产造成影响，导致含有碳管导电剂的锂离子电池很难进行大规模商业化生产。

专利CN101757875B公开了使用非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂的复合分散剂的方法，但是此专利使用两种表面活性剂简单的混合，而表面活性剂电阻大，增加了浆料的电阻，不利于锂离子电池的大功率充放电。

发明内容

本发明为了解决现有锂电池正极材料中碳纳米管复合导电剂分散效果不好、电导率不佳、加工成本高等问题，提供一种锂离子电池正极浆料的制备方法。

本发明所述锂离子电池正极浆料的制备方法，步骤如下 ：

1)将复合分散剂溶于溶剂中，然后加入酸洗纯化的碳纳米管于该复合分散剂溶液中，用高速分散机的进行分散预处理；

2)将所述预处理后的碳纳米管分散液用球磨机进行分散，将分散好的碳纳米管分散液倒入分散罐中；

3)将炭黑加入所述高速分散罐内的碳纳米管分散液中，真空状态下，用高速分散机进行剪切分散；

4)将高速分散后的碳纳米管和炭黑的复合分散液用球磨机进行分散，制成碳纳米管和炭黑的复合导电剂浆料；

5)复合导电剂浆料中一次或分多次加入正极活性物质进行高速分散机分散；

6)将所得分散后浆料球磨，用旋转黏度剂测定体系黏度，当体系黏度不再降低时，即可停止球磨，制得所述锂离子电池正极浆料。

复合分散剂为聚偏二氟乙烯与聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或者几种复合而成。

溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮。

正极活性物质为磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂或者含有镍、钴、锰等元素的三元正极活性物质。

碳纳米管为酸洗纯化的碳纳米管，碳纳米管的管径为1-50 nm，碳纳米管的长度为200 nm-2 um。