一種磷酸鐵鋰電池的水性粘結(jié)劑正極材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種憐酸鐵裡電池，具體設(shè)及一種憐酸鐵裡電池的水性粘結(jié)劑正極材 料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 憐酸鐵裡電池是指用憐酸鐵裡作為正極材料的裡離子電池。在憐酸鐵裡電池行業(yè) 的規(guī)?；a(chǎn)中，普遍采用有機(jī)溶劑型粘結(jié)劑體系，采用結(jié)晶度為50%聚偏氣乙締（PVD巧 做粘結(jié)劑，并且W極性較強(qiáng)的化合物NMP(N-甲基化咯燒酬）作為分散溶劑。其存在W下缺 占. y?、、 ?
[0003] (1)有機(jī)溶劑NMP雖然分散性好，但易揮發(fā)、易燃易爆、且毒性大；有機(jī)溶劑的揮發(fā) 嚴(yán)重污染環(huán)境，使生產(chǎn)現(xiàn)場毒性大，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)車間工作人員的身體健康。
[0004] 似有機(jī)分散溶劑NMP和粘結(jié)劑PVDF價格都比較高，采用PVDF作粘結(jié)劑的極片涂 布工藝要求嚴(yán)格密封，使得能耗大，回收費(fèi)用大，生產(chǎn)成本高。
[00化](3)由于PVDF中含有氣，容易與嵌裡石墨電池的內(nèi)壓等具有促進(jìn)作用；PVDF分子 量大在極片中含量直接影響分散性，直接影響電子和質(zhì)子的遷移速率，在所有電解液體系 中有一定的溶脹，對離子和電子的絕緣性會直接影響到電池內(nèi)阻增加缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種憐酸鐵裡電池的水性粘 結(jié)劑正極材料及其制備方法。
[0007] 一種憐酸鐵裡電池的水性粘結(jié)劑正極材料，其由W下組分按重量份制備而成：
[0008] 憐酸鐵裡：93~94份
[0009] 導(dǎo)電劑：3~4份
[0010] 粘結(jié)劑：3~4份
[0011] 添加劑：為粘結(jié)劑重量的1~1. 5% 陽01引去離子水：占憐酸鐵裡重量的80~85% ;
[0013] 所述粘結(jié)劑為簇甲基殼聚糖和聚乙二醇（陽G)按重量比為（2. 8~3. 3) :1組成。
[0014] 進(jìn)一步方案，所述憐酸鐵裡為橄攬石結(jié)構(gòu)的憐酸鐵裡。
[0015] 進(jìn)一步方案，所述導(dǎo)電劑為乙烘黑、碳黑（S巧、科琴黑、碳納米管中至少兩種。
[0016] 進(jìn)一步方案，所述添加劑為=徑基丙烷-=丙締酸醋。
[0017] 本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供上述一種憐酸鐵裡電池的水性粘結(jié)劑正極材料 的制備方法，包括如下步驟：
[0018] (1)先分別將憐酸鐵裡、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和添加劑進(jìn)行干燥，然后按配比稱量各物 料；
[0019] (2)將稱取的粘結(jié)劑、添加劑，W及去離子水中的80%-起加入雙行星攬拌機(jī)的 雙層攬拌桶的內(nèi)桶中進(jìn)行攬拌2~3小時，同時在雙層攬拌桶的外隔層中加入50°C~55°C 熱水進(jìn)行循環(huán)，使粘結(jié)劑、添加劑快速進(jìn)行分散和溶解；所述雙行星攬拌機(jī)的分散速度為 600 + 20米/秒、公轉(zhuǎn)20 + 1米/秒；
[0020] (3)向（2)中的混合物料中加入導(dǎo)電劑，雙行星攬拌機(jī)W分散速度為1500 + 20米 /秒、公轉(zhuǎn)40 + 1米/秒攬拌1~2小時，同時在雙層攬拌桶的外隔層中加入冷水進(jìn)行循環(huán)， 確保內(nèi)桶中的混合物料的溫度不超過40°C; 陽02U (4)向（3)中的混合物料加入憐酸鐵裡繼續(xù)超聲波攬拌2~3小時； 陽02引 妨向（4)中的混合物料中加入余下的去離子水，W分散速度為1500 + 20米/秒、 公轉(zhuǎn)40 + 1米/秒進(jìn)行超聲波攬拌1~2小時，得漿料；
[002引（6)關(guān)閉高速分散攬拌，W低速公轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)10±1米/秒進(jìn)行攬拌，同時將內(nèi)桶中抽 成真空后保壓10分鐘，破真空；然后再抽成真空后繼續(xù)攬拌30~40分鐘，W消除漿料中的 泡沫；
[0024] (7)取內(nèi)桶里不同地方的漿料，分別測試其粘度，使其粘度為3000~4000mPa?S， 即得水性粘結(jié)劑正極材料。
[00巧]進(jìn)一步方案，所述步驟（1)中憐酸鐵裡于120°C烘烤6小時；簇甲基殼聚糖于 100°C烘烤4小時。
[00%] 進(jìn)一步方案，所述步驟化）中真空度為-0. 08~-0.IMPa;破真空后的壓強(qiáng)為 0 ~-〇.OlMPa。
[0027] 本發(fā)明采用簇甲基殼聚糖和聚乙二醇復(fù)配后做為粘結(jié)劑，保證了各組份之間緊密 電子接觸和形成穩(wěn)定的極片結(jié)構(gòu)，并且在電池充放電過程中體積膨脹和收縮有一定的緩沖 效應(yīng)。同時具有W下優(yōu)點(diǎn)：1、該粘結(jié)劑不僅粘結(jié)性能好，而且柔初，抗拉強(qiáng)度也高；2、具有 良好的化學(xué)穩(wěn)定性，使其處于高電位時，粘結(jié)劑在高壓下不被氧化；在低電位，粘結(jié)劑不被 還原；3、與有機(jī)溶劑型粘結(jié)劑相比，具有無溶劑釋放，符合環(huán)境要求，成本低、不燃、使用安 全方便。
[0028] 另外，本發(fā)明采用去離子水做為溶劑，對環(huán)境友好，且價格便宜，能夠起到節(jié)能減 排作用，從而實(shí)現(xiàn)綠色無污染生產(chǎn)過程。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 本發(fā)明實(shí)施例中所用的憐酸鐵裡均于120°C烘烤6小時；簇甲基殼聚糖均于100°C 烘烤4小時。 陽030] 實(shí)施例1:
[00川 （1)先分別將憐酸鐵裡、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和添加劑進(jìn)行干燥，然后稱?。簯z酸鐵裡： 93份，導(dǎo)電劑：3份，粘結(jié)劑：4份，添加劑：6份，去離子水：74. 4份；
[0032] (2)將粘結(jié)劑（簇甲基殼聚糖和聚乙二醇按重量比為2.8 :1)、添加劑S徑基丙 燒丙締酸醋，W及去離子水中的80%-起加入雙行星攬拌機(jī)的雙層攬拌桶的內(nèi)桶中進(jìn) 行攬拌2小時，同時在雙層攬拌桶的外隔層中加入50°C熱水進(jìn)行循環(huán)，使粘結(jié)劑、添加劑快 速進(jìn)行分散和溶解；所述雙行星攬拌機(jī)的分散速度為600 + 20米/秒、公轉(zhuǎn)20 + 1米/秒； [003引 做向似中的混合物料中加入導(dǎo)電劑乙烘黑、碳黑（SP)，雙行星攬拌機(jī)W分散速 度為1500 + 20米/秒、公轉(zhuǎn)40±1米/秒攬拌1~2小時，同時在雙層攬拌桶的外隔層中 加入冷水進(jìn)行循環(huán)，確保內(nèi)桶中的混合物料的溫度不超過40°C;
[0034] (4)向（3)中的混合物料加入憐酸鐵裡繼續(xù)超聲波攬拌2小時； 陽03引 妨向（4)中的混合物料中加入余下的去離子水，W分散速度為1500±20米/秒、 公轉(zhuǎn)40 + 1米/秒進(jìn)行超聲波攬拌1小時，得漿料；
[0036] (6)關(guān)閉高速分散攬拌，W低速公轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)1〇± 1米/秒進(jìn)行攬拌，同時將內(nèi)桶中抽 成真空度為-0. 08~-0.IMPa,然后保壓10分鐘后再破真空至0~-0.OlMPa;然后再抽成 真空度為-0. 08~-0.IMPa;再繼續(xù)攬拌30分鐘，W消除漿料中的泡沫；
[0037] (7)取內(nèi)桶里不同地方的漿料，分別測試其粘度，使其粘度為4000mPa?S，即得水 性粘結(jié)劑正極材料。 陽03引實(shí)施例2 :
[0039] (1)先分別將憐酸鐵裡、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和添加劑進(jìn)行干燥，然后稱取：憐酸鐵裡： 94份，導(dǎo)電劑：4份，粘結(jié)劑：3份，添加劑：3份，去離子水：79. 9份；
[0040] (2)將粘結(jié)劑（簇甲基殼聚糖和聚乙二醇按重量比為3.3 :1)、添加劑S徑基丙 燒丙締酸醋，W及去離子水中的80%-起加入雙行星攬拌機(jī)的雙層攬拌桶的內(nèi)桶中進(jìn) 行攬拌3小時，同時在雙層攬拌桶的外隔層中加入55°C熱水進(jìn)行循環(huán)，使粘結(jié)劑、添加劑快 速進(jìn)行分散和溶解；所述雙行星攬拌機(jī)的分散速度為600 + 20米/秒、公