锂离子电池正极浆料的配料工艺、锂离子电池正极片及锂离子电池制造技术

技术编号:18447785 阅读:230 留言:0更新日期:2018-07-14 11:32
本发明专利技术属于锂离子电池技术领域,涉及一种锂离子电池正极浆料的配料工艺、锂离子电池正极片及锂离子电池。本发明专利技术的锂离子电池正极浆料的配料工艺,包括以下步骤:(a)将正极活性物质、导电助剂、分散剂和增稠剂进行干混,得到混合粉料;(b)加入溶剂,混匀,得到固含量为82wt%~85wt%的初级浆料;(c)再加入溶剂,混匀,得到固含量为66wt%~68wt%的次级浆料;(d)再加入溶剂,混匀,得到固含量为56wt%~59wt%的三级浆料,从而制得锂离子电池正极浆料。本发明专利技术工艺简单、易操作,能显著缩短配料时间,提高设备利用率,同时混料均匀,改善了浆料的分散性、一致性以及细度。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池正极浆料的配料工艺、锂离子电池正极片及锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
,具体而言,涉及一种锂离子电池正极浆料的配料工艺、锂离子电池正极片及锂离子电池。
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。传统的正极浆料制备大多采用湿法混合,该法所需时间长,设备利用率低,产能相对较低,且浆料分散性和一致性较差。近期兴起的干混工艺已经成为研究热点,该法可以提高分散性和生产效率。但是目前的干混工艺仍需要较长的时间,整个配料过程需要十个小时或者以上,生产效率较低,导致设备利用率低;此外,合浆时,浆料普遍的固含量偏低或偏高,不利于浆料的分散性和一致性的改善,不利于最终制得的正极极片的整体性能的提升。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锂离子电池正极浆料的配料工艺,工艺简单、易操作,能够显著缩短配料时间,提高设备利用率,同时混料均匀,有效改善了浆料的分散性、一致性以及细度。本专利技术的第二目的在于提供一种锂离子电池正极片,均匀性好,稳定性强,合格率高,具有循环稳定性好、安全性高和成本低的优点。本专利技术的第三目的在于提供一种锂离子电池,该锂离子电池包括上述锂离子电池正极片,具有循环稳定性好、安全性高和成本低的优点。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:根据本专利技术的一个方面,本专利技术提供一种锂离子电池正极浆料的配料工艺,包括以下步骤:(a)将正极活性物质、导电助剂、分散剂和增稠剂进行干混,得到混合粉料;(b)加入溶剂,混匀,得到固含量为82wt%~85wt%的初级浆料;(c)再加入溶剂,混匀,得到固含量为66wt%~68wt%的次级浆料;(d)再加入溶剂,混匀,得到固含量为56wt%~59wt%的三级浆料,从而制得锂离子电池正极浆料。作为进一步优选技术方案,步骤(a)中,干混搅拌的速度为公转15~25r/min,时间为25~35min。作为进一步优选技术方案,步骤(b)中,先以公转15~25r/min的速度混合搅拌8~15min,再以公转30~45r/min的速度混合搅拌110~130min。作为进一步优选技术方案,步骤(c)中,先以公转15~25r/min的速度混合搅拌8~15min,再以公转30~45r/min、自转800~1500r/min的速度混合搅拌60~100min。作为进一步优选技术方案,步骤(d)中,先以公转15~25r/min的速度混合搅拌8~15min,再以公转30~45r/min、自转800~1500r/min的速度混合搅拌25~40min。作为进一步优选技术方案,还包括除泡的步骤,得到三级浆料之后,在公转25~35r/min的速度下进行除泡25~35min,制得锂离子电池正极浆料。作为进一步优选技术方案,所述初级浆料的固含量为83wt%~84wt%;所述次级浆料的固含量为67wt%~68wt%;所述三级浆料的固含量为57wt%~58wt%。作为进一步优选技术方案,所述锂离子电池正极浆料中,正极活性物质、导电助剂、分散剂和增稠剂的质量比为(94~97):(0.8~1.5):(0.08~0.15):(1~3);优选地,所述正极活性物质包括磷酸铁锂;优选地,所述导电助剂包括导电炭黑、导电碳球、导电石墨、碳纳米管、导电碳纤维或石墨烯中的至少一种;优选地,所述分散剂包括聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种;优选地,所述增稠剂包括CMC;优选地,所述溶剂包括NMP。根据本专利技术的另一个方面,本专利技术还提供一种锂离子电池正极片,包括正极集流体和形成于所述正极集流体表面的活性材料层,所述活性材料层的浆料采用以上所述的锂离子电池正极浆料的配料工艺制得。根据本专利技术的另一个方面,本专利技术还提供一种锂离子电池,包括上述的锂离子电池正极片。与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:1、本专利技术的提供的锂离子电池正极浆料的配料工艺,采用干混、分三次加入溶剂的方式,配制成分散均匀、质量好的浆料,并能实现固定固含量的方式进行配料,缩短了配料时间,取得了较好的混合效果,提高了浆料的分散均匀性和稳定性,缓解了现有技术中存在的配料时间长,容易团聚、不易混合均匀的技术问题。2、本专利技术简单易行,无需特殊辅助设备,操作方便,由于配料时间短,混料均匀,浆料的细度得到了改善,从而极大提高了设备利用率,提高了生产效率,降低了成本,还提高了极片的质量,保证电池性能的一致性,容易实现工业化规模化生产。3、本专利技术不仅生产时间短,经济效能高,而且浆料混合非常均匀,不易沉淀,避免了团聚现象的出现,提高了浆料的性能,使得浆料具有良好的均一性、稳定性和分散性;从而可以在制备正极片时拉浆顺利进行,极片合格率高,提高了涂布的均匀性,并显著提升最终制备获得的正极极片的整体性能。进一步地,将所述正极极片应用在锂离子电池中,能够提高电池的稳定性和一致性,使制得的锂离子电池具有较好的循环稳定性、可发挥较高的容量,安全性能好,延长了锂离子电池的使用寿命。具体实施方式下面将结合实施方式和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,下列实施方式和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。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。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。第一方面,在至少一个实施例中提供一种锂离子电池正极浆料的配料工艺,包括以下步骤:(a)将正极活性物质、导电助剂、分散剂和增稠剂进行干混,得到混合粉料;(b)加入溶剂,混匀,得到固含量为82wt%~85wt%的初级浆料;(c)再加入溶剂,混匀,得到固含量为66wt%~68wt%的次级浆料;(d)再加入溶剂,混匀,得到固含量为56wt%~59wt%的三级浆料,从而制得锂离子电池正极浆料。本专利技术采用干混、分三次加入溶剂的方式,配制成分散均匀、质量好的浆料,并能实现固定固含量的方式进行配料,缩短了配料时间,取得了较好的混合效果,提高了浆料的分散均匀性和稳定性,具体的讲:先将正极活性物质、导电助剂、分散剂和增稠剂这些干粉进行干混合一段时间,然后加入部分溶剂控制固含量在82wt%~85wt%左右,以达到面团揉混的状态,这样的状态是最能使几种干粉达到混合均匀的状态,在此种状态下混合搅拌一段时间;再加入部分溶剂降低固含量到66wt%~68wt%左右,达到一个湿混的状态使浆料与溶剂充分混合;混合搅拌一段时间后再加入部分溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极浆料的配料工艺,其特征在于,包括以下步骤:(a)将正极活性物质、导电助剂、分散剂和增稠剂进行干混,得到混合粉料;(b)加入溶剂,混匀,得到固含量为82wt%~85wt%的初级浆料;(c)再加入溶剂,混匀,得到固含量为66wt%~68wt%的次级浆料;(d)再加入溶剂,混匀,得到固含量为56wt%~59wt%的三级浆料,从而制得锂离子电池正极浆料。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极浆料的配料工艺,其特征在于,包括以下步骤:(a)将正极活性物质、导电助剂、分散剂和增稠剂进行干混,得到混合粉料;(b)加入溶剂,混匀,得到固含量为82wt%~85wt%的初级浆料;(c)再加入溶剂,混匀,得到固含量为66wt%~68wt%的次级浆料;(d)再加入溶剂,混匀,得到固含量为56wt%~59wt%的三级浆料,从而制得锂离子电池正极浆料。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的配料工艺,其特征在于,步骤(a)中,干混搅拌的速度为公转15~25r/min,时间为25~35min。3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的配料工艺,其特征在于,步骤(b)中,先以公转15~25r/min的速度混合搅拌8~15min,再以公转30~45r/min的速度混合搅拌110~130min。4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的配料工艺,其特征在于,步骤(c)中,先以公转15~25r/min的速度混合搅拌8~15min,再以公转30~45r/min、自转800~1500r/min的速度混合搅拌60~100min。5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的配料工艺,其特征在于,步骤(d)中,先以公转15~25r/min的速度混合搅拌8~15min,再以公转30~45r/min、自转800~1500r/min的...

【专利技术属性】
技术研发人员:李云郭伟吴丛笑张景舒文哲泽
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

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