负极浆料及其制备方法与用途技术

本发明专利技术提供了一种负极浆料及其制备方法与用途，涉及电池浆料领域，该负极浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤a)：先将第一粘结剂和分散剂与60‑70％的水混合搅拌制得胶液；步骤b)：将所述胶液与负极活性物质混合后再与20‑25％的水混合搅拌得到浆料中间产物；步骤c)将所得浆料中间产物与第二粘结剂和剩余量的水混合搅拌得到所述负极浆料；其中，步骤a)～步骤c)所用水的总量为配方量用水。利用该方法能够解决现有制浆工艺中搅拌时间长、生产效率低且制备得到的浆料性能不稳定、易沉降、分散效果较差的技术问题，在提高生产效率的同时，得到一种稳定性好，不易沉降，分散效果好且与负极集流体的粘结力高的负极浆料。

【技术实现步骤摘要】
负极浆料及其制备方法与用途
本专利技术涉及电池浆料领域，尤其是涉及一种负极浆料及其制备方法与用途。
技术介绍
在现有的二次电池体系中，无论从发展空间，还是从寿命、比能量、工作电压和自放电率等技术指标来看，锂离子电池都是当前最有竞争力的二次电池。锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率小、绿色环保等优点，成为二次电池发展的趋势；已广泛应用于无线通讯、数码相机、笔记本电脑等便携电器的电源，并在用作航空航天、国防军工、电动汽车、电动摩托车、野外作业、潜艇等特殊应用领域电源方面具有广阔的应用前景。浆料的制备是锂离子电池生产环节的关键工序，电极浆料的性能对锂离子电池的性能有着重要的影响。电极浆料中各组分分散得越均匀，极片便具有越好的加工性能，且电极各处的阻抗分布均匀，在充放电时活性物质的作用可以发挥得越大，更有利于提升电池的性能。传统的负极浆料制备大多采用湿法混合，该工艺方法制备过程时间长，一般为13.5h，生产效率低。为提高生产效率，该方法是先在制胶罐中加入水、第一粘结剂、分散剂和导电剂进行搅拌制胶，得到胶液，然后再将所得胶液转移至搅拌罐中加入负极活性物质和第二粘结剂后再进行搅拌制浆，最后得到负极浆料。该方法中制胶后会将胶液从制胶罐转移至搅拌罐，该过程操作困难，且制备得到的浆料性能(如粘度、细度和固含量)不稳定，易沉降，涂布后外观不良率较高。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种负极浆料的制备方法，以解决现有制浆工艺中搅拌时间长、生产效率低且制备得到的浆料性能不稳定、易沉降以及分散效果差的技术问题。本专利技术的第二目的在于提供一种根据上述制备方法得到的负极浆料，该浆料稳定性好，不易沉降、分散效果好且与负极集流体的粘结力高。本专利技术的第三目的在于提供一种上述负极浆料的制备方法的用途。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种负极浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤a)：先将第一粘结剂和分散剂与60-70％的水混合搅拌制得胶液；步骤b)：将所述胶液与负极活性物质混合后再与20-25％的水混合搅拌得到浆料中间产物；步骤c)将所得浆料中间产物与第二粘结剂和剩余量的水混合搅拌得到所述负极浆料；其中，步骤a)～步骤c)所用水的总量为配方量用水。进一步的，所述步骤a)中，所述第一粘结剂为CMC粘结剂。进一步的，所述步骤a)中，搅拌过程中的公转速度为10-20rpm，自转速度为900-1100rpm，搅拌时间为100-150min；优选地，所述步骤a)中，先在10-15rpm公转速度下搅拌10-15min；然后再将公转速度调整为15-20rpm，自转速度调整为900-1100rpm，搅拌110-130min。进一步的，所述步骤b)中，先将所述胶液与部分负极活性物质混合搅拌均匀后再与剩余部分负极活性物质混合搅拌；优选地，先将所述胶液与3/7～5/7的负极活性物质混合搅拌均匀后再与剩余部分负极活性物质混合搅拌；优选地，先将所述胶液与导电剂和3/7～5/7的负极活性物质混合搅拌均匀后再与剩余部分负极活性物质混合搅拌；进一步的，所述步骤b)中，将所述胶液与3/7～5/7的负极活性物质混合搅拌，搅拌工艺参数为：搅拌过程中的公转速度为15-25rpm，自转速度为900-1100rpm，搅拌时间为20-40min；优选地，与剩余部分负极活性物质混合搅拌的工艺参数为：公转速度为25-35rpm，自转速度为1300-1500rpm，搅拌时间为150-200min。进一步的，所述步骤b)中，所述胶液与负极活性物质混合后再与20-25％的水混合搅拌的工艺参数为：公转速度为25-35rpm，自转速度为1400-1600rpm，搅拌时间为20-40min。进一步的，所述步骤c)中，所述第二粘结剂为SBR粘结剂。进一步的，所述步骤c)中，搅拌的工艺参数为：公转速度为15-25rpm，自转速度为400-600rpm，搅拌时间为20-40min。进一步的，所述负极活性物质为石墨。一种负极浆料，根据上述制备方法得到。一种上述制备方法在制备锂离子电池负极中的用途。与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的负极浆料的制备方法，在制胶的过程中先加入部分水，而非一次性加入所有水，通过搅拌得到高粘度的胶液，通过在高粘度下进行搅拌，缩短了胶液的搅拌时间，减少了胶液搅拌过程中对第一粘结剂的机械破坏力，简化了胶液的工艺流程，提高了胶液的稳定性。在制浆过程中，在高粘度胶液中加入负极活性物质进行搅拌，负极活性物质的颗粒之间有较大的摩擦力，通过高粘度搅拌，可以提高浆料中负极活性物质的分散效果，缩短搅拌时间，防止浆料沉降。最后再加入第二粘结剂和剩余量的水可以调整浆料粘度。利用本专利技术提供的制备方法得到的负极浆料具有以下优点：1)本专利技术中的制胶和制浆均在搅拌罐中进行，工艺搅拌时间为6.5h，与传统的搅拌工艺相比，生产效率提高了一半；由于工艺时间的缩短，省去了胶液转移的步骤；2)浆料性能(粘度、细度、固含量)稳定，出料后静置90h无沉降，涂布后外观无异常；3)采用本专利技术提供的制备方法可以降低加工成本，日产能为588000Ah时，每年可节约379456元。利用本专利技术提供的负极浆料的制备方法制备得到的负极，负极活性材料层与集流体间剥离强度可以达到15.5-17N/m。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术的一个方面提供了一种负极浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤a)：先将第一粘结剂和分散剂与60-70％的水混合搅拌制得胶液；步骤b)：将所述胶液与负极活性物质混合后再与20-25％的水混合搅拌得到浆料中间产物；步骤c)将所得浆料中间产物与第二粘结剂和剩余量的水混合搅拌得到所述负极浆料；其中，步骤a)～步骤c)所用水的总量为配方量用水。本专利技术提供的负极浆料的制备方法，在制胶的过程中先加入部分水，而非一次性加入所有水，通过搅拌得到高粘度的胶液，通过在高粘度下进行搅拌，减少了胶液的搅拌时间，减少了胶液搅拌过程中对第一粘结剂的机械破坏力，简化了胶液的工艺流程，提高了胶液的稳定性。在制浆过程中，在高粘度胶液中加入负极活性物质进行搅拌，负极活性物质的颗粒之间有较大的摩擦力，通过高粘度搅拌，可以提高浆料中负极活性物质的分散效果，缩短搅拌时间，防止浆料沉降。最后再加入第二粘结剂和剩余量的水可以调整浆料粘度。利用本专利技术提供的制备方法得到的负极浆料具有以下优点：1)本专利技术中的制胶和制浆均在搅拌罐中进行，工艺搅拌时间为6.5h，与传统的搅拌工艺相比，生产效率提高了一半；由于工艺时间的缩短，省去了胶液转移的步骤；2)浆料性能(粘度、细度、固含量)稳定，出料后静置90h无沉降，涂布后外观无异常；3)采用本专利技术提供的制备方法可以降低加工成本，产能为588000Ah时，每年可节约379456元。利用本专利技术提供的负极浆料的制备方法制备得到的负极，负极活性材料层与集流体间剥离强度可以达到15.5-17N/m。可以理解的是，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a)：先将第一粘结剂和分散剂与60‑70％的水混合搅拌制得胶液；步骤b)：将所述胶液与负极活性物质混合后再与20‑25％的水混合搅拌得到浆料中间产物；步骤c)将所得浆料中间产物与第二粘结剂和剩余量的水混合搅拌得到所述负极浆料；其中，步骤a)～步骤c)所用水的总量为配方量用水。

【技术特征摘要】
1.一种负极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a)：先将第一粘结剂和分散剂与60-70％的水混合搅拌制得胶液；步骤b)：将所述胶液与负极活性物质混合后再与20-25％的水混合搅拌得到浆料中间产物；步骤c)将所得浆料中间产物与第二粘结剂和剩余量的水混合搅拌得到所述负极浆料；其中，步骤a)～步骤c)所用水的总量为配方量用水。2.根据权利要求1所述的负极浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中，所述第一粘结剂为CMC粘结剂。3.根据权利要求2所述的负极浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中，搅拌过程中的公转速度为10-20rpm，自转速度为900-1100rpm，搅拌时间为100-150min；优选地，所述步骤a)中，先在10-15rpm公转速度下搅拌10-15min；然后再将公转速度调整为15-20rpm，自转速度调整为900-1100rpm，搅拌110-130min。4.根据权利要求1所述的负极浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中，先将所述胶液与部分负极活性物质混合搅拌均匀后再与剩余部分负极活性物质混合搅拌；优选地，先将所述胶液与3/7～5/7的负极活性物质混合搅拌均匀后再与剩余部分负极活性物质混合搅拌；优选地，先将所述胶液与导电剂和3/7～5/7的负极活性物质混合搅拌均匀后再...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈素娜，吴丛笑，郭伟，文哲泽，刘阳，
申请(专利权)人：北京国能电池科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11