磷酸鐵鋰電池用導(dǎo)電高分子復(fù)合導(dǎo)電劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及一種磷酸鐵鋰用導(dǎo)電高分子復(fù)合導(dǎo)電劑及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磷酸鐵鋰正極材料以其循環(huán)壽命長、環(huán)境友好、能量密度高及其成本低等優(yōu)點而 廣泛應(yīng)用于電動汽車、儲能等領(lǐng)域，但是隨著人們對電池能量密度及其倍率型能要求的提 高，磷酸鐵鋰電池的發(fā)展受到限制，尤其是電池的倍率性能，目前提高磷酸鐵鋰倍率性能的 方法主要有降低顆粒粒徑、添加導(dǎo)電劑及其優(yōu)化電池設(shè)計，而在正極材料中添加導(dǎo)電劑則 是最常用、效果最好的方法，目前的導(dǎo)電劑主要有碳納米管、炭黑、SP及其石墨烯及其它們 之間的復(fù)合，比如專利（CN201110030938. 4)公開了一種碳納米管、炭黑及其石墨烯組成導(dǎo) 電劑，但是存在鋰離子在反應(yīng)過程中，碳導(dǎo)電劑消耗一部分鋰離子形成電阻較大的SEI膜， 降低正極容量的有效發(fā)揮，并最終影響鋰離子電池能量密度的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明正是基于目前只在磷酸鐵鋰中添加碳導(dǎo)電劑，提高電池的導(dǎo)電性，未兼顧 到正極克容量的發(fā)揮存在的不足，提供一種既能提高磷酸鐵鋰導(dǎo)電性又能提高材料的克容 量發(fā)揮的磷酸鐵鋰電池用導(dǎo)電高分子復(fù)合導(dǎo)電劑及其制備方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的：磷酸鐵鋰電池用導(dǎo)電高分子復(fù)合導(dǎo)電 劑，由炭黑、導(dǎo)電高分子、有機鋰和粘結(jié)劑組成，組成成分的重量比為：炭黑：導(dǎo)電高分子： 有機鋰：粘結(jié)劑=1: (0.1~0.2): (0.01~0.1): (5~10);所述粘結(jié)劑是由PVDF、CMC 及其溶劑NMP組成的混合體，其質(zhì)量比為：PVDF :CMC :溶劑=1 :(0.01~0.1 ) :(10~30);所 述的導(dǎo)電高分子為聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩；所述的有機鋰為：甲基鋰、丁基鋰、仲丁基鋰、 正己基鋰、苯基鋰中任一種。
[0005] 本發(fā)明的制備方法包括以下步驟：1)制備A溶液；2)制備導(dǎo)電劑；其特征在于： 1) 、配置A溶液：取1份PVDF，（0. 01~0. 1)份CMC之后添加到（10~30)份的NMP溶 劑中，并超聲攪拌得到粘結(jié)劑A溶液； 2) 、制備導(dǎo)電劑：在露點< _50°C環(huán)境條件下，取A溶液（5~10)份，之后在里面添加1 份炭黑、（0. 1~0. 2)份導(dǎo)電高分子，攪拌均勻后再添加（0. 01~0. 1)有機鋰，再超聲攪拌 均勻后，得到導(dǎo)電高分子復(fù)合導(dǎo)電劑。
【附圖說明】
[0006] 圖1為實施例1制備出電池的電壓一放電容量曲線圖。
【具體實施方式】
[0007] 實施例1 : 取IgPVDF添加到20gNMP溶劑，超聲攪拌均勻后再添加0. 05gCMC，并超聲攪拌得到粘結(jié) 劑A溶液；之后在露點為-50°C的環(huán)境下，取A溶液8g，并在A溶液里面依次添加 Ig炭黑、 0. 15g聚苯胺，攪拌均勻后再添加0. 05克甲基鋰，并超聲攪拌均勻后，即得導(dǎo)電高分子復(fù)合 導(dǎo)電劑。圖1為實施例1制備出電池的電壓一放電容量曲線圖。
[0008] 實施例2 : 取IgPVDF添加到IOgNMP溶劑，超聲攪拌均勻后再添加0.0 lgCMC，并超聲攪拌得到粘 結(jié)劑A溶液；之后在露點為-60°C的環(huán)境下，取A溶液5g，并在A溶液里面依次添加 Ig炭黑、 0.1 Og聚噻吩，攪拌均勻后再添加0. 01克乙基鋰，并超聲攪拌均勻后，即得導(dǎo)電高分子復(fù)合 導(dǎo)電劑。
[0009] 實施例3 : 取IgPVDF添加到30gNMP溶劑，超聲攪拌均勻后再添加0. lgCMC，并超聲攪拌得到粘結(jié) 劑A溶液；之后在露點為-60°C的環(huán)境下，取A溶液10g，并在A溶液里面依次添加 Ig炭黑、 0. 20g聚吡咯，攪拌均勻后再添加0. 1克仲丁基鋰，并超聲攪拌均勻后，即得導(dǎo)電高分子復(fù) 合導(dǎo)電劑。
[0010] 電化學(xué)性能測試： 以實施例1~3制備的導(dǎo)電劑A (質(zhì)量為磷酸鐵鋰的4%)添加到正極磷酸鐵鋰?yán)锩?，?以此制備出的漿料制備出正極極片，鋰片作為負(fù)極，LiPF6/EC+DEC (體積比1:1)為電解液， Ce I gar d2400膜為隔膜制備出扣式電池 AI、A2、A3。
[0011] 對比例：選取實施例中未添加導(dǎo)電劑的磷酸鐵鋰為正極，其它與實施例相同，制備 出扣式電池 B。
[0012] 表1為實施例與對比例的扣式電池的比較
【主權(quán)項】
1. 磷酸鐵鋰電池用導(dǎo)電高分子復(fù)合導(dǎo)電劑，由炭黑、導(dǎo)電高分子、有機鋰和粘結(jié)劑組 成，組成成分的重量比為：炭黑：導(dǎo)電高分子：有機鋰：粘結(jié)劑=1: (0. 1~0. 2): (0.Ol~ 0. 1):(5~10);所述粘結(jié)劑是由PVDF、CMC及其溶劑NMP組成的混合體，其質(zhì)量比為：PVDF: CMC:溶劑=1 : (0. 01~0. 1) : (10~30);所述的導(dǎo)電高分子為聚苯胺、聚吡略、聚噻吩；所 述的有機鋰為：甲基鋰、丁基鋰、仲丁基鋰、正己基鋰、苯基鋰中任一種。
2. -種如權(quán)利要求1所述的制備磷酸鐵鋰電池用導(dǎo)電高分子復(fù)合導(dǎo)電劑的方法，包括 以下步驟：1)制備A溶液；2)制備導(dǎo)電劑；其特征在于： 1) 、配置A溶液：取1份PVDF，（0. 01~0. 1)份CMC之后添加到（10~30)份的NMP溶 劑中，并超聲攪拌得到粘結(jié)劑A溶液； 2) 、制備導(dǎo)電劑：在露點< _50°C環(huán)境條件下，取A溶液（5~10)份，之后在里面添加1 份炭黑、（0. 1~0. 2)份導(dǎo)電高分子，攪拌均勻后再添加（0. 01~0. 1)有機鋰，再超聲攪拌 均勻后，得到導(dǎo)電高分子復(fù)合導(dǎo)電劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了磷酸鐵鋰電池用導(dǎo)電高分子復(fù)合導(dǎo)電劑，同時還公開了該導(dǎo)電劑的制備方法。本發(fā)明導(dǎo)電劑由炭黑、導(dǎo)電高分子、有機鋰和粘結(jié)劑組成，組成成分的重量比為：炭黑:導(dǎo)電高分子:有機鋰：粘結(jié)劑=1:（0.1～0.2）:（0.01～0.1）：（0.1～1）。制備方法包括以下步驟：1）制備A溶液、2）制備導(dǎo)電劑。本發(fā)明制得的磷酸鐵鋰電池，其電化學(xué)性能得到顯著提高，其制備的復(fù)合導(dǎo)電劑摻雜到5AH軟包磷酸鐵鋰正極材料里面，較未摻雜復(fù)合導(dǎo)電劑的軟包磷酸鐵鋰正極材料其交流內(nèi)阻降低20%，循環(huán)壽命提高20%。
【IPC分類】H01M4-62
【公開號】CN104795569
【申請?zhí)枴緾N201510118773
【發(fā)明人】丁建民
【申請人】江蘇樂能電池股份有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月18日