[发明专利]水基正极浆料组合物、水基正极浆料及制备方法、正极片、锂离子电池和用电设备

说明书

本发明提供了一种水基正极浆料组合物、水基正极浆料及制备方法、正极片、锂离子电池和用电设备，涉及电池材料技术领域，所述水基正极浆料组合物包括按质量百分比计的正极活性物质95‑97％、导电剂1‑2％、粘合剂1‑3％和增稠剂0.1‑2％，其中，所述粘合剂为聚丙烯酸粘合剂，所述增稠剂包括羧甲基纤维素锂、聚丙烯酸锂或海藻酸锂中的至少一种，改善了现有水基正极浆料易分层，不稳定的技术问题，本发明提供的水基正极浆料组合物采用聚丙烯酸粘合剂并辅以特定锂盐作为增稠剂，显著提高了水基正极浆料的分散稳定性，使浆料分散更均一稳定，同时通过作为增稠剂的锂盐为锂离子电池补充活性锂，能够有效增加正极片中锂离子的含量。

技术领域

本发明涉及电池材料技术领域，尤其是涉及一种水基正极浆料组合物、水基正极浆料及制备方法、正极片、锂离子电池和用电设备。

背景技术

在锂离子电池的制备过程中通常使用有机溶剂来制备浆料，但这些有机溶剂在涂布烘干过程中挥发会对环境造成严重污染。为解决上述问题，业界开始尝试采用水基体系来制备正极浆料，由于浆料在水基中不稳定性等问题，在制浆和涂布过程中浆料会出现分层等现象，导致极片质量差，甚至无法涂布。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种水基正极浆料组合物，通过加入锂盐增稠剂，部分或全部改善现有水基正极浆料不稳定，在制浆和涂布过程中浆料出现分层，导致极片质量差，甚至无法涂布的技术问题。

本发明的目的之二在于提供一种水基正极浆料，水基正极浆料分散稳定，易于涂布，能够有效保证极片质量。

本发明的目的之三在于提供水基正极浆料的制备方法，工艺简单，操作方便，利于提高制备效率。

本发明的目的之四在于提供一种正极片，该正极片质量稳定，且能够以安全的方式为锂离子电池补充活性锂，有效增加了正极片中锂离子的含量。

本发明的目的之五在于提供一种锂离子电池，通过采用本发明提供的以锂盐作为增稠剂的水基正极浆料作为正极片的制备浆料，不仅锂离子电池首次效率和能量密度提高，而且显著改善了锂离子电池的循环寿命。

本发明的目的之六在于提供一种包含上述锂离子电池的用电设备，由于锂离子电池的循环寿命有效延长，从而有效降低了用电设备的使用成本。

本发明提供的水基正极浆料组合物，包括按质量百分比计的正极活性物质95-97％、导电剂1-2％、粘合剂1-3％和增稠剂0.1-2％，其中，所述粘合剂为聚丙烯酸粘合剂，所述增稠剂包括羧甲基纤维素锂、聚丙烯酸锂或海藻酸锂中的至少一种。

进一步的，所述水基正极浆料组合物还包括按质量百分比计的pH值稳定剂0.1-5％；

优选地，所述pH值稳定剂包括磷酸二氢锂、柠檬二氢锂、四硼酸锂、乳酸锂或醋酸二氢锂中的至少一种。

进一步的，所述正极活性物质包括锰酸锂、磷酸铁锂或镍钴锰酸锂中的至少一种；

优选地，所述导电剂包括乙炔黑或碳纳米管中的至少一种。

本发明目的之二提供的水基正极浆料，包括本发明目的之一提供的水基正极浆料组合物和水；

优选地，所述水基正极浆料的pH值为8.5-9.5；

优选地，所述水基正极浆料的年度为4000-6000mPa.s。

本发明的目的之三提供的水基正极浆料的制备方法，包括如下步骤：

先将增稠剂溶解于水中，得到增稠剂的水溶液，然后依次将导电剂、正极材料、粘合剂和任选的pH稳定剂加入到增稠剂的水溶液中混合均匀，得到水基正极材料。

优选地，在水基正极浆料制备过程中，温度＜60℃。