一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池浆料生产技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法；所述的导电胶液包含羧甲基纤维素钠、N‑甲基吡咯烷酮和导电剂，将上述组分按照比例溶解到去离子水中，得到一定固含量的导电胶液；先使用N‑甲基吡咯烷酮对羧甲基纤维素钠粉体与导电剂粉体进行预混合，避免了导电剂小颗粒吸湿发生团聚，提高了导电剂的分散效果。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法
本专利技术属于锂离子电池浆料生产
，尤其是涉及一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法。
技术介绍
锂电池具有比容量大、充放电寿命长、无记忆效应、环境污染小等诸多优点，自商业化以来，很快就替代镍铬和镍氢电池，并广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机等便携式电器中。且有正在向电动汽车、航空航天、储能电站等新领域发展的趋势。与传统3C数码电池相比，这些新领域对锂离子电池的要求更加苛刻，尤其对电池的循环寿命，能量密度、电池组的一致性，安全性提出了更高的要求。锂电池的电极都是由集流体、活性物质，导电剂，粘结剂，分散剂组成。其中导电剂一般选用到点性能好的纳米颗粒，其一般具有较大的比表面积和超高的表面能，但是导电剂在与活性物质混合的过程中容易发生团聚，分散效果差，而活性物质与导电剂分散效果的好坏可以直接影响到电池容量发挥的大小及电池一致性的优劣。传统的锂离子电池负极用导电胶液导电剂与粘结剂分散性差、制浆效率低的问题。因此，探索更为高效的负极浆料组份，寻找一种更为有效的负极浆料的制备方法，提高负极浆料的分散均一性，降低电池的内部阻抗，提升电池的倍率性能和锂离子动力电池高功率下循环寿命无疑具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术中不足，提供一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法，该方法中通过添加N-甲基吡咯烷酮，降低羧甲基纤维素钠及导电剂的团聚，提高浆料的分散效果和生产效率。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法，所述的导电胶液包含羧甲基纤维素钠、N-甲基吡咯烷酮和导电剂，将上述组分按照比例溶解到去离子水中，得到一定固含量的导电胶液。优选的，所述导电胶液的固含量为2%-2.5%，导电剂、羧甲基纤维素钠和N-甲基吡咯烷酮的质量比为：1:2:3-6。优选的，所述制备方法包括以下步骤：（1）将羧甲基纤维素钠粉体与导电剂粉体加入搅拌机中，充分搅拌得到混合粉体；（2）向步骤（1）中的混合粉体中加入粉体重量3-6倍的N-甲基吡咯烷酮溶液，搅拌得到胶液A；（3）搅拌条件下向胶液A中缓慢加入一定量的去离子水，搅拌分散得到胶液B；（4）向胶液B中加入去离子水，稀释至所需浓度，真空条件下，开启高速搅拌；（5）搅拌结束后，使用研磨机对导电胶进行研磨，随后过滤，得到导电胶溶液。优选的，所述步骤（1）中，所述导电剂为SuperP、KS-6、科琴黑中、碳纳米管中的一种或多种。优选的，所述导电剂选用碳纳米管和SuperP的混合物，或KS-6和SuperP。优选的，所述步骤（1）中，粉体的投料方式为：先投加50%的羧甲基纤维素钠粉体，再投加导电剂，最后再加入剩余的羧甲基纤维素钠粉体，开启搅拌，搅拌公转速度为5rpm～8rpm，搅拌时间10min～20min。优选的，步骤（2）中，N-甲基吡咯烷酮溶液加入后，搅拌的公转速度为10rpm～12rpm，分散速度为300rpm～500rpm，搅拌时控制浆料温度≤60℃，搅拌时间0.5h～1h。优选的，步骤（3）中，水的加入量为总加入量的40%，搅拌的公转速度为12rpm～15rpm，分散速度为700rpm～1000rpm，搅拌时控制浆料温度≤60℃，搅拌时间20min～40min。优选的，所述的步骤（4）中，去离子水加入完毕后，开启搅拌，搅拌公转速度为20rpm～24rpm，分散速度为1400rpm～1600rpm，搅拌时间为0.5h～1.0h，真空度≤-0.085MPa，搅拌过程中控制浆料温度≤60℃。优选的，所述的步骤（5）中，使用研磨机处理导电胶，其供料速度为80rpm～100rpm，研磨机速度为500rpm～800rpm，研磨后使用二级过滤系统过滤导电胶，所用滤芯滤网的大小为100目～150目，连接方式按滤芯目数大小由低到高依次安装。优选的，上述各步骤中，搅拌设备为双行星真空搅拌机，浆料的温度的控制方法是通过在搅拌桶壁通入恒温循环水的方式来进行控制。采用本专利技术的技术方案的有益效果是：1）本专利技术通过使用N-甲基吡咯烷酮作为助溶剂，先对羧甲基纤维素钠和导电剂进行初步溶解，降低了羧甲基纤维素钠及导电剂小颗粒的吸水性；2）N-甲基吡咯烷酮具有较强的吸湿性，且可以与水混溶，使用其作为助溶剂，可以减缓羧甲基纤维素钠与水的直接接触，且有利于羧甲基纤维素钠的溶胀；3）先使用N-甲基吡咯烷酮对羧甲基纤维素钠粉体与导电剂粉体进行预混合，避免了导电剂小颗粒吸湿发生团聚，提高了导电剂的分散效果；4）本专利技术使用研磨机再次处理导电胶，进一步提高导电剂的分散效果，解决了导电剂难分散的技术问题。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是实施例1中导电胶液烘干后的SEM图；图2是对比例中导电胶液烘干后的SEM图。具体实施方式下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本专利技术，但是这些实施例不是对本专利技术保护范围的限制。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例1本专利技术在导电胶液制作过程中，以碳纳米管和SuperP为导电剂，羧甲基纤维素钠为增稠剂，N-甲基吡咯烷酮为助溶剂，各组分按照质量比碳纳米管：SuperP：羧甲基纤维素钠：N-甲基吡咯烷酮：水=1:2:6:36:405的质量比进行混合，得到最终导电胶的固含量为2%。具体制备工艺如下：（1）先将50%的羧甲基纤维素钠粉体加入搅拌机中，再投加导电剂碳纳米管和SuperP，最后在投入剩余的羧甲基纤维素钠粉体，开启搅拌，搅拌公转速度为8rpm，搅拌时间为10min；（2）向混合好的粉体中加入相当于粉体重量4倍的N-甲基吡咯烷酮溶液，开启搅拌，搅拌的公转速度为10rpm，分散速度为400rpm，搅拌时控制浆料温度≤60℃，搅拌时间为30min；（3）搅拌条件下向胶液中缓慢加入去离子水总量的40%，开启搅拌，搅拌的公转速度为12rpm，分散速度为1000rpm，搅拌时控制浆料温度≤60℃，搅拌时间30min；（4）向胶液中加入剩余的去离子水，开启搅拌，搅拌公转速度为20rpm，分散速度为1600rpm，搅拌时间为0.8h，真空度≤-0.085MPa，搅拌过程中控制浆料温度≤60℃；（5）搅拌完成后，使用研磨机处理混合溶液，研磨机供料速度为100rpm，研磨机速度为800rpm，研磨完成后，使用二级过滤系统过滤得到成品导电胶液，研磨过程中控制胶液温度≤40℃。将制备好的导电胶液均匀的涂覆在集流体上，烘干后进行SEM测试，如图1所示。实施例2本专利技术在导电胶液制作过程中，以KS-6和SuperP为导电剂，羧甲基纤维素钠为增稠剂，N-甲基吡咯烷酮为助溶剂，各组分按照质量比KS-6：SuperP：羧甲基纤维素钠：N-甲基吡咯烷酮：水=1:2:6:54:297的质量比进行混合，得到最终导电胶的固含量为2.5%。具体制备工艺如下：（1）先将50%的羧甲基纤维素钠粉体加入搅拌机中，在投加导电剂KS-6和SuperP，最后在投入剩余的羧甲基纤维素钠粉体，开启搅拌，搅拌公转速度为5rpm，搅拌时间为15mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法，其特征在于：所述的导电胶液包含羧甲基纤维素钠、N‑甲基吡咯烷酮和导电剂，将上述组分按照比例溶解到去离子水中，得到一定固含量的导电胶液。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法，其特征在于：所述的导电胶液包含羧甲基纤维素钠、N-甲基吡咯烷酮和导电剂，将上述组分按照比例溶解到去离子水中，得到一定固含量的导电胶液。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法，其特征在于：所述导电胶液的固含量为2%-2.5%，导电剂、甲基纤维素钠和N-甲基吡咯烷酮的质量比为：1:2:3-6。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：（1）将羧甲基纤维素钠粉体与导电剂粉体加入搅拌机中，充分搅拌得到混合粉体；（2）向步骤（1）中的混合粉体中加入粉体重量3-6倍的N-甲基吡咯烷酮溶液，搅拌得到胶液A；（3）搅拌条件下向胶液A中缓慢加入一定量的去离子水，搅拌分散得到胶液B；（4）向胶液B中加入去离子水，稀释至所需浓度，真空条件下，开启高速搅拌；（5）搅拌结束后，使用研磨机对导电胶进行研磨，随后过滤，得到导电胶溶液。4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述导电剂为SuperP、KS-6、科琴黑中、碳纳米管中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法，其特征在于：所述导电剂选用碳纳米管和SuperP的混合物，或KS-6和SuperP。6.根据权利要求3所述的一种锂离子电池负极用导电胶液的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，粉体的投料方式为：先投...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云辉，孙青山，李松鞠，赵博，
申请(专利权)人：中航锂电江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32