一种水系正极及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107785583A(43)申请公布日2018.03.09(21)申请号201611070015.0(22)申请日2016.11.28(71)申请人万向一二三股份公司地址311215浙江省杭州市萧山区经济技术开发区建设二路855号申请人万向集团公司(72)发明人张伟李凡群韩笑谭歌单海鹏(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司33109代理人尉伟敏(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M4/04(2006.01)H01M10/36(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种水系正极及其制备方法(57)摘要本发明涉及锂电池领域，公开了一种水系正极及其制备方法，正极材料由质量比为（93-94）:（0.9-1.1）:（1.8-2.2）:（0.45-0.55）:（1.4-1.6）:（1.4-1.6）:（60-70）的正极活性物质、导电剂SuperP、科琴炭黑、分散剂、CMC、粘合剂LA133和水制成；所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠或聚乙二醇。本发明从正极材料配方以及正极制备工艺等多方面入手，解决了水性正极分散难，水分残留高，容易起鼓，电池一致性差，循环性能差等问题。CN107785583ACN107785583A权利要求书1/1页1.一种水系正极，其特征在于：正极材料由质量比为（93-94）:（0.9-1.1）:（1.8-2.2）:（0.45-0.55）:（1.4-1.6）:（1.4-1.6）:（60-70）的正极活性物质、导电剂SuperP、科琴炭黑、分散剂、CMC、粘合剂LA133和水制成；所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠或聚乙二醇。2.如权利要求1所述的一种水系正极，其特征在于，所述正极材料由质量比为93.5:1:2:0.5:1.5:1.5:66.67的正极活性物质、导电剂SuperP、科琴炭黑、分散剂、CMC、粘合剂LA133和水制成。3.如权利要求1所述的一种水系正极，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。4.如权利要求3所述的一种水系正极，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的型号为KD10或KD15。5.如权利要求1-4之一所述的一种水系正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配比称取按正极材料各组分；将CMC添加至一部分水中使固含量控制在2.4-2.6%，接着添加粘合剂LA133，搅拌分散均匀后，添加分散剂，然后添加导电剂SuperP，搅拌均匀后，添加科琴碳黑，搅拌均匀；再添加正极活性物质，搅拌，最后添加剩余水，得到正极浆料；将正极浆料在涂布烘箱中料涂布至正极集流体表面；涂布后采用冷压方式进行碾压；碾压后采用连续抽真空方式对正极片进行烘烤，烘烤温度为95-105℃，时间为11-13h；制得正极。6.如权利要求5所述的一种水系正极的制备方法，其特征在于，所述涂布烘箱按温度依次分为四节：第一节75-85℃第二节95-105℃，第三节145-155℃，第四节125-135℃；每节长4.5-5.5m，涂布速度设置为4.8-5.2m/min。2CN107785583A说明书1/4页一种水系正极及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种水系正极及其制备方法。背景技术[0002]目前工业化、市场化的锂离子电池基本上全都是采用有机溶剂的有机体系正极极片,由于有机溶剂在电池制备过程中容易挥发，污染环境，回收难度大，对人的健康造成威胁；同时在电池制备过程中也增大了设备的投入。而以去离子水为溶剂，用水性粘结剂制备正极浆料，以上弊端就迎刃而解。[0003]目前水性正极一般采用水作为溶剂，CMC作为增稠剂，SBR、PAA(LA133等)、PTFE等粘结剂。但是水性正极也存在一些问题：目前的水性正极材料在分散过程中浆料不容易浸润，分散效果差，极片水分含量高，制成后极片内水分排除难度大，使得电池的性能受到不小影响。[0004]申请号为CN201510548704.7的中国专利公开了一种锂离子电池水性正极浆料及其制备方法，所述锂离子电池水性正极浆料主要由以下重量百分比的组分制备得到：正极活性物质25～35％、碳纳米管12～20％、导电剂6～10％、水性粘合剂4～6％和去离子水40～50％。该发明制备的锂离子电池水性正极浆料在搁置48小时后，其固含量变化率小于3％，比较稳定，由该发明制备的正极浆料制成锂电池具有高达154.7Wh/kg的能量密度，充放电循环200次后容量保持率在90％以上，高温性能良好。[0005]但是上述专利只是从水性正极浆料的配方的角度进行了改进，没有从制备方法上改进，仍存在改进空间。发明内容[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水系正极及其