一种锂离子电池浆料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池浆料的制备方法。该制备方法包括以下步骤：1)按照质量比，取活性物质、导电剂和粘结剂；2)制备胶液和混合料：A)将粘结剂加入溶剂中，混合均匀，得胶液；B)将活性物质和导电剂混合均匀，得混合料；3)在混合料中加入胶液的40％～80％，分散均匀，得高粘度浆料；4)在高粘度浆料中加入溶剂和余量的胶液，高速分散，得低粘度浆料；5)在低粘度浆料中加入溶剂，分散均匀，调整浆料的粘度为4000～15000mPa·s，然后过滤，脱泡，即得。该制备方法能够提高制浆效率；高粘度浆料分散有利于活性物质和导电剂的再分散，减少导电剂的团聚；低粘度浆料高速分散，进一步提高浆料分散的均匀性。

Method for preparing lithium ion battery slurry

The invention discloses a preparation method of a lithium ion battery slurry. The preparation method comprises the following steps: 1) according to the mass ratio, the active material, conductive agent and binder; 2) preparation of glue and the mixture: A) will be added to the solvent binder, mixing, have glue; B) the active material and conductive agent are evenly mixed, mixed materials; 3) adding glue in the mixture of 40% ~ 80%, uniform dispersion, high viscosity slurry; 4) glue, adding solvent and margin in high viscosity slurry in high speed dispersion, low viscosity slurry; 5) in low viscosity slurry adding solvent, uniform dispersion, adjusting the viscosity of slurry is 4000 ~ 15000mPa - s, and then filter the degassing. The preparation method can improve the efficiency of pulping; high viscosity slurry is then dispersed to active material and a conductive agent, reduce conductive agent agglomeration; low viscosity slurry dispersion, to further improve the dispersion uniformity of slurry.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池浆料的制备方法。
技术介绍
近年来，锂离子电池作为一种重要的环保绿色能源得到了迅猛发展，由于其具有能量密度大、储存寿命长、绿色安全无污染等优点，已被广泛的应用于电动汽车、城市轨道交通、移动供电基站以及规模化储能等领域。锂离子电池正极作为锂离子电池的重要组成部分，对电池性能有着重要的影响。而在正极极板制作过程中，首先要将活性物质(如磷酸铁锂、钴酸锂等)、导电剂(如Super P、碳纳米管、KS-6、碳纤维等)、粘结剂(如聚偏氟乙烯)和溶剂(如N-甲基吡咯烷酮)按比例进行混合制成浆料，再把浆料按照设计要求均匀的涂覆在集流体表面，随后进行干燥、碾压、模切，得到正极极板。在正极极板制作过程中，正极浆料的分散状态直接影响到后续极板的加工性能以及整个电池的安全性能，电极浆料分散的越均匀，越有利于正极材料最大克容量的发挥，进而也有利于电池的倍率性能。现有技术中，CN103825006A公开了一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下步骤：A.按照重量比正极材料90～92％、导电剂4～5％、粘结剂4～5％的比例称取正极材料、导电剂及粘结剂；B.按照重量比粘结剂4～5％、溶剂94～96％的比例，将粘结剂和溶剂混合，配制成浓度为4～6％的母液；C.将正极材料与导电剂初步混合；D.原材料初步混合后，加入10～15％母液，使正极材料与导电剂均匀浸润，浸润后材料呈现松软粉状；E.往浸润后的材料中继续加入50～60％母液，使正极材料与导电剂混合均匀；F.材料混炼后，向搅拌锅内加入20～25％的母液将充分混合的材料进行稀释，浆液的粘度控制在6000～12000mPa·S以便涂布；依据该专利技术制作的正极材料，正极材料与导电剂能够均匀混合且良好接触，提高材料分散一致性，提高电池循环寿命。但是该锂离子电池正极浆料的制备方法中原材料初步混合后得到的材料与母液混合时间长，影响电池生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂离子电池浆料的制备方法，能提高锂离子电池浆料的制备效率；同时还能促进导电剂和活性物质的再分散，减少导电剂团聚。为了实现以上目的，本专利技术的锂离子电池浆料的制备方法所采用的技术方案是：一种锂离子电池浆料的制备方法，包括以下步骤：1)按照质量比，活性物质：导电剂：粘结剂＝92～95:2～5:2～6的比例取活性物质、导电剂和粘结剂；2)制备胶液和混合料：A)将配方量的粘结剂加入到相当于粘结剂质量14～19倍的溶剂中，混合均匀，得胶液；B)将配方量的活性物质和导电剂混合均匀，得混合料；3)在步骤2)B)中得到的混合料中加入步骤2)A)所得胶液的40％～80％，分散均匀，得高粘度浆料；4)在步骤3)得到的高粘度浆料中加入步骤3)所得的高粘度浆料质量0.1～0.265倍的溶剂和余量的胶液，高速分散，得低粘度浆料；5)在步骤4)得到的低粘度浆料中加入步骤4)所得的低粘度浆料质量0～0.08倍的溶剂，分散均匀，控制浆料的粘度为4000～15000mPa·s，然后过滤，脱泡，即得。本专利技术的锂离子电池浆料的制备方法，胶液和混合料的制备可以同时进行，提高了制浆的效率；在混合料中，第一次加入部分胶液，浆料的粘度较高，粒子之间的摩擦力较大，有利于活性物质和导电剂的再分散，减少导电剂的团聚，同时有利于缩短后续低粘度浆料高速分散和调整粘度过程中分散的时间；第二次加入剩余胶液后再加入溶剂，进行低粘度浆料高速分散，进一步提高浆料分散的均匀性。本专利技术的锂离子电池浆料的制备方法，可以缩短浆料的制备时间，提高生产效率，降低生产能耗，具有良好的经济效益。步骤2)A)中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。优选的，步骤2)A)中，所述混合是在真空条件下进行的，混合的温度为20℃～40℃。真空条件的真空度≤-0.085MPa。所述混合采用的是搅拌的方式，搅拌的转速为1200～1800r/min，搅拌时间为80～300min。优选的，将步骤2)A)中制备得到的胶液静置6～10h再使用。优选的，步骤2)B)中，所述导电剂为Super P、碳纳米管、KS-6、石墨烯中的一种或任意组合。所述活性物质为磷酸铁锂。所述混合是在真空条件下进行的，真空度≤-0.085MPa。混合采用是的搅拌方式，搅拌的转速为：公转10～20r/min，自转300～800r/min，搅拌时间为30～50min。优选的，步骤3)中，所述分散的过程中浆料的温度为30℃～50℃。所述分散采用的是搅拌的方式，搅拌的转速为：公转20～30r/min，自转100～500r/min，搅拌时间为300～500min。优选的，步骤4)中，所述高速分散是在真空条件下进行的，高速分散过程中，浆料的温度为30℃～50℃。真空条件的真空度≤-0.085MPa。所述高速分散采用的是搅拌的方式，搅拌的转速为：公转15～25r/min，自转1500～2500r/min，搅拌时间为160～200min。步骤5)中，所述分散在真空度为-0.09MPa～-0.1MPa、浆料温度为20～30℃条件下进行。所述分散采用的是搅拌的方式，搅拌的转速为：公转8～15r/min，自转400～600r/min，搅拌时间为30～40min。测量浆料粘度在浆料的温度为20～30℃、真空度≤-0.085MPa的条件下进行。所述过滤采用三级过滤系统过滤浆料，滤芯为100目～150目。所述脱泡为真空脱泡，真空脱泡的真空度为-0.09MPa～-0.1MPa。为了加快浆液中气泡的溢出，在真空脱泡过程中，还可以对浆液进行低速搅拌。优选的，脱泡时间为45～65min。附图说明图1为实施例1中锂离子电池正极浆料涂布后的SEM图；图2为对比例1中锂离子电池正极浆料涂布后的SEM图；图3为对比例2中锂离子电池正极浆料涂布后的SEM图。具体实施方式以下结合具体实施方式对本专利技术的做进一步说明。具体实施方式中，制备胶料的步骤1)A)和制备混合料的步骤1)B)没有先后顺序。为了提高制备效率，各实施例中步骤1)A)和步骤1)B)均同时进行。步骤1)A)搅拌采用的设备为制胶机，其余步骤中搅拌采用的设备为双行星真空搅拌机。实施例1本实施例的锂离子电池浆料的制备方法，包括以下步骤：1)取磷酸铁锂活性物质93.5g，Super P导电剂3g，聚偏氟乙烯3.5g；2)制备胶液和混合料：A)将配方量的聚偏氟乙烯加入到49g(相当于聚偏氟乙烯质量14倍)N-甲基吡咯烷酮中，控制温度为40℃，在真空度为-0.085MPa，转速为1200r/min下，搅拌300min，混合均匀，得胶液，静置8h备用；B)将配方量的磷酸铁锂活性物质和Super P导电剂加入合浆釜内，在真空度为-0.085MPa，公转转速为10r/min，自转转速为800r/min下，搅拌分散30min，混合均匀，得混合料；3)在步骤2)B)中得到的混合料中加入60％步骤2)A)所得的胶液，控制浆料的温度为50℃，在真空度为-0.085MPa、公转转速为20r/min，自转转速为100r/min下，搅拌400min，分散均匀，得高粘度浆料；4)在步骤3)得到的高粘度浆料中加入25g(相当于高粘度浆料质量的0.195倍)溶剂和余量的胶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)按照质量比，活性物质：导电剂：粘结剂＝92～95:2～5:2～6的比例取活性物质、导电剂和粘结剂；2)制备胶液和混合料：A)将配方量的粘结剂加入到相当于粘结剂质量14～19倍的溶剂中，混合均匀，得胶液；B)将配方量的活性物质和导电剂混合均匀，得混合料；3)在步骤2)B)中得到的混合料中加入步骤2)A)所得胶液的40％～80％，分散均匀，得高粘度浆料；4)在步骤3)得到的高粘度浆料中加入步骤3)所得的高粘度浆料质量0.1～0.265倍的溶剂和余量的胶液，高速分散，得低粘度浆料；5)在步骤4)得到的低粘度浆料中加入步骤4)所得的低粘度浆料质量0～0.08倍的溶剂，分散均匀，调整浆料的粘度为4000～15000mPa·s，然后过滤，脱泡，即得。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)按照质量比，活性物质：导电剂：粘结剂＝92～95:2～5:2～6的比例取活性物质、导电剂和粘结剂；2)制备胶液和混合料：A)将配方量的粘结剂加入到相当于粘结剂质量14～19倍的溶剂中，混合均匀，得胶液；B)将配方量的活性物质和导电剂混合均匀，得混合料；3)在步骤2)B)中得到的混合料中加入步骤2)A)所得胶液的40％～80％，分散均匀，得高粘度浆料；4)在步骤3)得到的高粘度浆料中加入步骤3)所得的高粘度浆料质量0.1～0.265倍的溶剂和余量的胶液，高速分散，得低粘度浆料；5)在步骤4)得到的低粘度浆料中加入步骤4)所得的低粘度浆料质量0～0.08倍的溶剂，分散均匀，调整浆料的粘度为4000～15000mPa·s，然后过滤，脱泡，即得。2.根据权利要求1所述的锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于：步骤2)A)中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。3.根据权利要求1所述的锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于：步骤2)A)中，所述混合是在真空条件下进行的，混合的温度为20℃～40...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞可可，王云辉，孙敬，雷蕾，
申请(专利权)人：中航锂电洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41