本发明涉及正极浆料，具体公开了一种锂离子电池正极浆料及其制备方法。
背景技术：
1、锂离子电池是一种常见的具有高能量密度、环境友好等优势的二次电池，其被广泛用于便携式电子产品、汽车动力系统、储能系统等领域。其中，正极材料是构成锂离子电池的关键组件之一，直接影响着锂离子电池的性能。
2、锂离子电池的正极材料一般包括正极主材、导电剂、粘结剂等；其中，正极主材保证了基本电导率，粘结剂可以增加正极层的结合力，导电剂可以优化电池界面的电荷传输过程。在正极主材中，高镍层状氧化物因具有低成本、高比容量等优点，成为了最佳选择之一。但是，其仍然存在循环电性能的稳定性差的问题，在循环过程中，一是界面阻抗增加，电性能下降；二是存在深度脱锂缺陷，表面与电解质发生寄生副反应，正极产生腐蚀，导致粒子开裂，引发安全性问题。因此，需要进一步提高正极主材的电循环稳定性。同时，现有技术中，粘结剂一般采用聚偏二氟乙烯（pvdf），但是其为硬质，混浆过程中需要加助剂，且存在掉粉脱落等问题，从而导致电性能、安全性降低。
3、综上所述，解决上述问题，制备一种锂离子电池正极浆料具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极浆料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：所述锂离子电池正极浆料包括以下组分：按重量份数计，32~40份正极材料、4~5份导电剂、4~5份粘结剂、0.002~0.0025份光引发剂、25~35份去离子水、10~12份n-甲基吡咯烷酮。
4、进一步优选的，所述正极材料的制备方法包括以下步骤：将钛酸四丁酯加入至乙醇中，加入ncm811颗粒，超声分散均匀，加入表面修饰剂水溶液，在40~45℃下搅拌1~2小时；在60~65℃下搅拌蒸至糊状，冻干，在70~80℃下热烘1~2小时，得到粗前体；将粗前体进行热处理，得到正极材料。
5、该方案中，通过将含有表面修饰剂的二氧化钛前体包覆在ncm811颗粒上，然后经过热处理煅烧，从而使得纳米二氧化钛和含有氮、硼的碳包覆在ncm811颗粒表面，作为保护层，有效保护其结构稳定性，有效增加电性能的循环稳定性。相较于单一的二氧化钛的包覆，同时引入有氮、硼的碳，可以提高锂离子扩散效率，降低电荷转移电阻，从而提高电性能循环稳定性。
6、进一步优选的，所述粗前体的原料包括以下组分：10份ncm811颗粒、0.3~0.35份钛酸四丁酯、160~200份乙醇、0.1~0.12份表面修饰剂、8~12份去离子水。
7、进一步优选的，所述热处理的过程为：在ar-3%o2氛围下，于500~600℃下热处理4~5小时；置换ar氛围；再置换ar-5%h2氛围下，于680~700℃下热处理2~3小时；得到正极材料。
8、进一步优选的，所述表面修饰剂的制备方法包括以下步骤：将氨基葡萄糖、环氧基吡啶依次加入至乙醇中，在78~82℃下搅拌反应6~8小时，纯化，得到表面修饰剂；其中，氨基葡萄糖、环氧基吡啶的质量比为1:（2.25~2.3）。
9、该方案中，相较于直接使用氨基葡萄糖中，使用环氧基吡啶接枝的改性剂，使得其含有氮和硼，可以增加碳的缺陷位，从而使得正极材料具有更高的放电比容量和倍率容量。同时，硼和钛可以有效增加正极材料的结构强度，从而延缓颗粒循环过程中内裂纹的产生，从而改善循环衰减率，提高电性能循环稳定性。
10、进一步优选的，所述粘结剂包括质量比为（2~2.5）:1.5:（0.5~1）的改性明胶、改性聚偏二氟乙烯、聚乙二醇二丙烯酸酯；所述改性聚偏二氟乙烯为pvdf-g-poem。
11、该方案中，相较于常见的pvdf作为粘结剂，方案中使用具有光敏性的改性明胶为主体，并以改性后具有两亲性的改性聚偏二氟乙烯作为副主体，加入聚乙二醇二丙烯酸酯形成三元粘结剂，该三元粘合剂可以产生光交联，在后续正极制备过程中可以预先光交联，从而抑制高温干燥引起的迁移性，增加了电极浆料之间的粘结性，抑制了脱粉性，同时降低了电极的电阻。以此，提高了正极的电性能和循环稳定性。
12、进一步优选的，所述改性明胶的制备方法包括以下步骤：（1）将明胶、环氧基吡啶依次加入至乙醇中，在78~82℃下搅拌反应6~8小时，纯化，得到吡啶基明胶；（2）将吡啶基明胶加入至磷酸盐缓冲溶液中搅拌均匀，滴加甲基丙烯酸酐，40~45℃下搅拌反应2~3小时，纯化，得到改性明胶；
13、其中，明胶、环氧基吡啶的质量比为1:（0.35~0.4）；改性明胶中，吡啶基明胶与甲基丙烯酸酐的质量比为1:（0.6~0.65）。
14、该方案中，通过对明胶依次接枝环氧基吡啶和甲基丙烯酸酐，使得其表面含有硼基、吡啶基，从而提高了正极的热稳定性，增加了锂离子迁移性，从而提高了电性能。而甲基丙烯酸酐的接枝，使其具有光交联性，可以抑制高温干燥过程中的迁移，抑制电极片中不均匀现象，降低内阻。
15、进一步优选的，所述环氧基吡啶的制备方法包括以下步骤：将2-乙氧基吡啶-5-硼酸、3-(4-缩水甘油基丁氧基)-1,2-丙二醇依次加入至四氢呋喃中搅拌均匀；缓慢加入硫酸镁，室温下搅拌反应20~25小时，纯化，得到环氧基吡啶；其中，2-乙氧基吡啶-5-硼酸、3-(4-缩水甘油基丁氧基)-1,2-丙二醇、硫酸镁的质量比为1:（1.73~1.75）:1.5。
16、该方案中，环氧基吡啶是利用2-乙氧基吡啶-5-硼酸中硼酸基团与3-(4-缩水甘油基丁氧基)-1,2-丙二醇中丙二醇进行化学键合得到的物质，使得其具有含硼基团、吡啶基团和环氧基团，用于改性粘结剂组分和正极材料，有效增加电性能和循环稳定性。
17、进一步优选的，所述导电剂包括但不限于乙炔黑、科琴黑、纳米碳纤维、导电石墨、碳纳米管中一种或多种；所述光引发剂包括但不限于2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮。
18、进一步优选的，一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下步骤：将正极材料、导电剂、粘结剂、光引发剂在公转速度为5~10r/min下混合均匀；加入一半去离子水，在公转速度为30~40r/min、自转速度为300~350r/min下搅拌5~10分钟；加入n-甲基吡咯烷酮，在公转速度为800~850r/min、自转速度为100~150r/min下搅拌10~30分钟；加入剩下一半去离子水，在公转速度为800~850r/min、自转速度为1300~1500r/min下搅拌1~2小时，真空脱泡，得到锂离子电池正极浆料。
19、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：方案中，通过含硼基团、吡啶基团和环氧基团的环氧基吡啶，用于制备得到表面修饰剂、改性明胶；然后用于改性ncm811颗粒、添加在粘合剂中；以此得到具有优异电性能和循环稳定性的锂离子电池正极浆料。
1.一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：所述锂离子电池正极浆料包括以下组分：按重量份数计，32~40份正极材料、4~5份导电剂、4~5份粘结剂、0.002~0.0025份光引发剂、25~35份去离子水、10~12份n-甲基吡咯烷酮。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：所述正极材料的制备方法包括以下步骤：将钛酸四丁酯加入至乙醇中，加入ncm811颗粒，超声分散均匀，加入表面修饰剂水溶液，在40~45℃下搅拌1~2小时；在60~65℃下搅拌蒸至糊状，冻干，在70~80℃下热烘1~2小时，得到粗前体；将粗前体进行热处理，得到正极材料。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：所述粗前体的原料包括以下组分：10份ncm811颗粒、0.3~0.35份钛酸四丁酯、160~200份乙醇、0.1~0.12份表面修饰剂、8~12份去离子水。
4.根据权利要求2所述的一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：所述热处理的过程为：在ar-3%o2氛围下，于500~600℃下热处理4~5小时；置换ar氛围；再置换ar-5%h2氛围下，于680~700℃下热处理2~3小时；得到正极材料。
5.根据权利要求3所述的一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：所述表面修饰剂的制备方法包括以下步骤：将氨基葡萄糖、环氧基吡啶依次加入至乙醇中，在78~82℃下搅拌反应6~8小时，纯化，得到表面修饰剂；其中，氨基葡萄糖、环氧基吡啶的质量比为1:（2.25~2.3）。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：所述粘结剂包括质量比为（2~2.5）:1.5:（0.5~1）的改性明胶、改性聚偏二氟乙烯、聚乙二醇二丙烯酸酯；所述改性聚偏二氟乙烯为pvdf-g-poem。
7.根据权利要求6所述的一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：所述改性明胶的制备方法包括以下步骤：（1）将明胶、环氧基吡啶依次加入至乙醇中，在78~82℃下搅拌反应6~8小时，纯化，得到吡啶基明胶；（2）将吡啶基明胶加入至磷酸盐缓冲溶液中搅拌均匀，滴加甲基丙烯酸酐，40~45℃下搅拌反应2~3小时，纯化，得到改性明胶；
8.根据权利要求5或7任一项所述的一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：所述环氧基吡啶的制备方法包括以下步骤：将2-乙氧基吡啶-5-硼酸、3-(4-缩水甘油基丁氧基)-1,2-丙二醇依次加入至四氢呋喃中搅拌均匀；缓慢加入硫酸镁，室温下搅拌反应20~25小时，纯化，得到环氧基吡啶；其中，2-乙氧基吡啶-5-硼酸、3-(4-缩水甘油基丁氧基)-1,2-丙二醇、硫酸镁的质量比为1:（1.73~1.75）:1.5。
9.根据权利要求6所述的一种锂离子电池正极浆料，其特征在于：所述导电剂包括乙炔黑、科琴黑、纳米碳纤维、导电石墨、碳纳米管中一种或多种；所述光引发剂包括2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮。
10.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将正极材料、导电剂、粘结剂、光引发剂在公转速度为5~10r/min下混合均匀；加入一半去离子水，在公转速度为30~40r/min、自转速度为300~350r/min下搅拌5~10分钟；加入n-甲基吡咯烷酮，在公转速度为800~850r/min、自转速度为100~150r/min下搅拌10~30分钟；加入剩下一半去离子水，在公转速度为800~850r/min、自转速度为1300~1500r/min下搅拌1~2小时，真空脱泡，得到锂离子电池正极浆料。
