[发明专利]一种三元正极浆料及其制备方法和锂电电池

说明书

本发明公开了一种三元正极浆料及其制备方法和锂电电池。所述方法包括：(1)将三元前驱体材料与锂源混合，烧结，得到三元正极材料，将所述三元正极材料与导电剂混合，形成物料M1；(2)将粘结剂与消泡剂混合，形成物料M2；(3)将物料M1与物料M2熔融混合，得到所述三元正极浆料。本发明提供的制备方法通过熔融混合，使粘结剂形成均匀的胶状混合物；使用过双螺杆挤压机时，可将三元正极材料、导电剂以及集流体有机结合起来，在这三者之间形成紧密的界面接触和电子迁移通道；通过消泡剂消除各材料的表面张力消除微小气孔，使体系进一步致密；使用石墨烯导电剂时，能够进一步提升产品制备成锂电电池后的能量密度。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，涉及一种三元正极浆料及其制备方法和锂电电池。

背景技术

正极材料可为五种：钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂，其中镍钴锰酸锂三元正极材料近几年发展迅猛。与镍酸锂相比，稳定性有很大的提高；与钴酸锂相比安全性和循环性，尤其是高充电电压的可行性更高；与锰酸锂相比高温性能和能量密度具有很大的优势。

在镍钴锰酸锂三元正极材料中，尤其是高镍系锂电三元正极材料是目前锂电正极材料发展趋势。它具有多种优势：(1)锂电池三元正极材料价格不贵，成本低；(2)循环性能好；(3)克容量高；(4)容量与安全性方面比较均衡；(5)耐过充性好、易于合成。以上诸多优点，被视为是一种理想的锂电池正极材料。

CN105762353A公开了一种高镍三元水性正极的锂离子电池制备方法及其锂离子电池，该方案的制备方法包括如下步骤：(1)水性高镍三元正极浆料制备：利用高镍三元正极材料采用干法制浆制备得到水性高镍三元正极浆料；(2)正极极片制备：将制备的水性高镍三元正极浆料利用涂布机涂布在10-25um的铝箔上制备得到正极极片；(3)锂离子电池制备：利用制备得到的正极极片以及相应的负极极片、隔膜、电解液制备锂离子电池。

CN107799813A公开了一种高能量密度三元电池及其制备方法，所述正极片由涂炭铝箔涂覆三元正极浆料构成，其中三元正极浆料由两种粒度正极活性材料、复合导电剂、复合粘结剂混合而成，负极片由铜箔涂覆两种不同粒度负极浆料构成。其制备方法包括：(1)将两种粒度正极活性材料NMC和复合导电剂置于含有复合粘结剂的NMP溶剂中，通过搅拌混匀形成正极浆料；(2)同时将复合石墨粉和复合导电剂置于含水性粘结剂的水溶剂中，通过搅拌混匀形成负极浆料；(3)将正极浆料涂覆于涂炭铝箔上，负极浆料涂覆于铜箔上，分别在高温下烘干，形成极片；(4)极片经过分条、辊压、极耳模切、卷绕、热压、焊接、入壳于铝金属壳体内；(5)电池经24h烤箱干燥后注电解液，置于负压条件下化成，制作成高能量密度电池。

但是上述方案得到的产品在能量密度、循环性能以及安全性上均有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种三元正极浆料及其制备方法和锂电电池。本发明提供的三元正极浆料具有结构致密、粒径均匀的特点，可明显提高三元锂电电池的能量密度和倍率性能，也改善了电池的循环性能，应用前景广阔。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供三元正极浆料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将三元前驱体材料与锂源混合，烧结，得到三元正极材料，将所述三元正极材料与导电剂混合，形成物料M1；

(2)将粘结剂与消泡剂混合，形成物料M2；

(3)将步骤(1)所述物料M1与步骤(2)所述物料M2熔融混合，得到所述三元正极浆料。