一种锂离子动力电池负极制备方法技术

本发明专利技术涉及动力锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子动力电池负极制备方法，包括以下步骤：在1号搅拌机内先制备羧甲基纤维素钠胶液，在2号搅拌机内加导电炭黑和石墨干粉并且混匀，然后将1号搅拌机内的羧甲基纤维素钠胶液加入2号搅拌机内；加入少量酒精并抽真空进行消泡处理，再加入丁苯胶乳进行混合，最后真空脱泡，制得所需锂离子动力电池负极材料。本发明专利技术通过改善搅拌方案，缩短了负极浆料的搅拌时间，提高了负极浆料的浸润涂覆性能，达到了无气泡的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子动力电池负极制备方法
本专利技术涉及动力锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子动力电池负极制备方法。
技术介绍
锂电池是20世纪90年代出现的绿色高能环保电池，具有工作电压高，比能量大，循环寿命长，无记忆效应，可快速充电和无环境污染等优点，是开启汽车能源新时代的发动机。但随着全球能源的日益紧缺以及自然环境的不断恶化,能否尽快发展高性能的新型电动汽车成为人们目前最为关心的话题之一。目前锂离子电池中正极材料、负极材料、电解液、隔膜这4个部分总共占到锂离子电池成本的85％，而锂电池负极材料一直是制约其性能进一步提升的关键因素。负极材料作为锂离子电池一项重要的组成部分，应该得到足够的重视。现有的负极干法搅拌工艺搅拌时间较长，且浆料在涂布过程中，会出现若干气泡现象，降低了负极极片的合格率。为解决负极浆料涂布过程出现气泡以及搅拌时间的问题，本专利技术提供一种新型的负极干法制备工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种锂离子动力电池负极制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种锂离子动力电池负极制备方法，包括以下步骤：(1)在1号搅拌机内制备羧甲基纤维素钠(CMC)胶液；(2)在2号搅拌机内加入导电炭黑(SP)和石墨(C)干粉并混匀；(3)将1号搅拌机内制备好的羧甲基纤维素钠胶液加入含有导电炭黑和石墨的2号搅拌机中并混匀；(4)加水至含有羧甲基纤维素钠胶液、导电炭黑和石墨的2号搅拌机中使固含量达到60～65％，搅拌，并进行消泡处理；(5)再加水至步骤(4)处理后的2号搅拌机中，使固含量降为42～45％，进行粘度调整，并进行消泡处理，控制浆料粘度在26℃测试条件下为2200～2800mPa·s；(6)将丁苯胶乳(SBR)和适量水加入步骤(5)处理后的2号搅拌机中进行搅拌；(7)将步骤(6)处理后的2号搅拌机中物料真空脱泡，控制浆料粘度在26℃测试条件下为2200～2800mPa·s，制备所需锂离子动力电池负极材料。优选地，步骤(4)和(5)所述消泡处理为加入总浆料质量分数0.2％-0.5％的酒精到2号搅拌机中并抽真空。优选地，步骤(1)所述羧甲基纤维素钠胶液的制备方法包括以下步骤：(11)在1号搅拌机里加入一定量的去离子水，再均匀加入一定量的羧甲基纤维素钠，使羧甲基纤维素钠的浓度为2.3～2.9％；(12)将已加入羧甲基纤维素钠的1号搅拌机以公转转速38～45rpm搅拌3～10分钟，再以公转转速18～25rpm、分散速度1500～2000rpm搅拌5～10分钟，开始抽真空，同时以公转转速15～20rpm、分散速度2500～3500rpm搅拌100～150分钟；(13)将1号搅拌机搁置100～120分钟，抽真空至真空度为-0.09～-0.1Mpa。优选地，步骤(2)所述混匀方式为将导电炭黑和石墨干粉以公转转速20～28rpm、分散速度1000～1500rpm搅拌20～30分钟。优选地，步骤(3)所述混匀方式包括以下步骤：(31)将混有羧甲基纤维素钠胶液、导电炭黑和石墨干粉的2号搅拌机以公转转速10～15rpm、分散速度300～600rpm搅拌3～5分钟，并刮桶一次；(32)继续搅拌，以公转转速25～30rpm、分散速度1500-2000rpm搅拌30～40分钟，并且每10～15分钟刮桶一次。优选地，步骤(4)所述搅拌方式为以公转转速25～30rpm、分散速度2000～3200rpm搅拌30～40分钟，每10～15分钟刮桶一次。优选地，步骤(5)所述搅拌方式为以公转转速30～40rpm、分散速度3500～4000rpm搅拌30～45分钟，每10～15分钟刮桶一次。优选地，步骤(6)所述搅拌方式为以公转速度20～25rpm、分散速度1600～2200rpm搅拌20～30分钟。优选地，步骤(7)所述物料真空脱泡是将2号搅拌机以公转速度15～20rpm反转，同时抽真空30分钟以上至真空度为-0.09～-0.1Mpa，出料。本专利技术的有益效果在于：本专利技术方法在搅拌时间上要明显短于原有工艺搅拌时间，约缩短了20％～30％的时间。制胶时间无需计算在搅拌时间内，因为一般生产过程中，一次制胶可以供给多个搅拌机使用。本专利技术方法将CMC与水混匀搅拌的过程中已经开始抽真空，这样后续搅拌中，胶液内气泡数量明显减少，CMC胶液更为均匀，提高搅拌质量。本专利技术方法从步骤(4)开始均需要加入少量酒精并抽真空，酒精和抽真空作用是消除气泡，减少浆料中气泡数量，匀浆效果提高，后续工步中，例如涂布，制片合格率提高，减少一定材料成本。原工艺中，CMC作为粉体直接加入搅拌机中，与石墨C和导电炭黑SP进行搅拌混匀；而本专利技术中，是先将CMC与水混合制成均匀的胶液，使得CMC作为增稠剂更为均匀地分散至石墨和导电剂中。本专利技术通过改善搅拌方案，缩短了负极浆料的搅拌时间，浆料浸润性和流动性较好，提高了负极浆料的浸润涂覆性能，能够均匀地涂覆在铜箔表面，达到了无气泡的目的，涂布厚度能保持较好的一致性。附图说明图1为本专利技术制备出的负极浆料涂覆效果图；图2为原工艺制备出的负极浆料涂覆效果图；图3为本专利技术制备出的负极材料在100倍显微镜下的图片；图4为原工艺制备出的负极材料在100倍显微镜下的图片；图5为本专利技术制备出的负极材料在400倍显微镜下的图片；图6为原工艺制备出的负极材料在400倍显微镜下的图片。具体实施方式为更好理解本专利技术，下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步描述，以下实施例仅是对本专利技术进行说明而非对其加以限定。实施例一1、制胶。先在1号搅拌机里加入一定量的去离子水，再均匀加入一定量的CMC粉体，使CMC胶液浓度为2.3％。以公转转速43rpm搅拌5分钟；再以公转转速20rpm、分散速度1800rpm搅拌10分钟；接着以公转转速15rpm、分散速度3000rpm搅拌120分钟。2、搁置120分钟，将1号搅拌机抽真空至-0.1Mpa。3、加石墨和sp粉体至2号搅拌机，干混。以公转转速20rpm、分散速度1200rpm搅拌25分钟。4、将1号搅拌机制备的CMC胶液加入2号搅拌机，以公转转速10rpm、分散速度500rpm搅拌3分钟，并刮桶一次；继续搅拌，以公转转速30rpm、分散速度1500rpm搅拌30分钟，每10分钟刮桶一次。5、加水至2号搅拌机，以公转转速30rpm、分散速度2000rpm搅拌30分钟，每10分钟刮桶一次，同时加入少量酒精并开始抽真空。6、再加水至2号搅拌机进行粘度调整，以公转转速40rpm、分散速度3500rpm搅拌30分钟，每10分钟刮桶一次，同时加入少量酒精并开始抽真空，控制浆料粘度在26℃测试条件下为2200～2800mPa·s。7、加SBR和水至2号搅拌机，以公转速度25rpm、分散速度1600rpm搅拌25分钟。8、真空脱泡。2号搅拌机以公转速度20rpm反转，抽真空至-0.1Mpa，30分钟，控制浆料粘度在26℃测试条件下为2200～2800mPa·s，出料。其中，负极浆料中的物料含量如下表所示。物料名称石墨CMCSPSBR配比94.45％1.35％1.70％2.50％质量(g)450065.081119将制备出的负极浆料涂覆在铜箔上，效果如图1所示。实施例二1、制胶。先在1号搅拌机里加入一定量的去离子水，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子动力电池负极制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在1号搅拌机内制备羧甲基纤维素钠胶液；（2）在2号搅拌机内加入导电炭黑和石墨干粉并混匀；（3）将1号搅拌机内制备好的羧甲基纤维素钠胶液加入含有导电炭黑和石墨的2号搅拌机中并混匀；（4）加水至含有羧甲基纤维素钠胶液、导电炭黑和石墨的2号搅拌机中使固含量达到60~65%，搅拌，并进行消泡处理；（5）再加水至步骤（4）处理后的2号搅拌机中，使固含量降为42~45%，进行粘度调整，并进行消泡处理，控制浆料粘度在26℃测试条件下为2200~2800 mPa·s；（6）将丁苯胶乳和适量水加入步骤（5）处理后的2号搅拌机中进行搅拌；（7）将步骤（6）处理后的2号搅拌机中物料真空脱泡，控制浆料粘度在26℃测试条件下为2200~2800 mPa·s，制备所需锂离子动力电池负极材料。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子动力电池负极制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在1号搅拌机内制备羧甲基纤维素钠胶液；（2）在2号搅拌机内加入导电炭黑和石墨干粉并混匀；（3）将1号搅拌机内制备好的羧甲基纤维素钠胶液加入含有导电炭黑和石墨的2号搅拌机中并混匀；（4）加水至含有羧甲基纤维素钠胶液、导电炭黑和石墨的2号搅拌机中使固含量达到60~65%，搅拌，并进行消泡处理；（5）再加水至步骤（4）处理后的2号搅拌机中，使固含量降为42~45%，进行粘度调整，并进行消泡处理，控制浆料粘度在26℃测试条件下为2200~2800mPa·s；（6）将丁苯胶乳和适量水加入步骤（5）处理后的2号搅拌机中进行搅拌；（7）将步骤（6）处理后的2号搅拌机中物料真空脱泡，控制浆料粘度在26℃测试条件下为2200~2800mPa·s，制备所需锂离子动力电池负极材料。2.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池负极制备方法，其特征在于，步骤（4）和（5）所述消泡处理为加入总浆料质量分数0.2%-0.5%的酒精到2号搅拌机中并抽真空。3.根据权利要求1所述的一种锂离子动力电池负极制备方法，其特征在于，步骤（1）所述羧甲基纤维素钠胶液的制备方法包括以下步骤：（11）在1号搅拌机里加入一定量的去离子水，再均匀加入一定量的羧甲基纤维素钠，使羧甲基纤维素钠的浓度为2.3~2.9%；（12）将已加入羧甲基纤维素钠的1号搅拌机以公转转速38~45rpm搅拌3~10分钟，再以公转转速18~25rpm、分散速度1500~2000rpm搅拌5~10分钟，开始抽真空，同时以公转转速15~20rpm、分散速度2500~3500rpm搅拌100~150分钟；（13）将...

【专利技术属性】
技术研发人员：周皖岳，林彭桃君，吴树森，武玉哲，白思宇，丁蒙蒙，
申请(专利权)人：中盐安徽红四方锂电有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34