一种锂离子电池正极浆料的分散方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池正极浆料的分散方法，依次经过：采用制胶罐预先配制一定浓度的水系或油系胶液；将胶液、导电剂、分散剂以及溶剂加入搅拌桶中，利用高速分散机充分预混，得到预分散液；分两次加入正极活性物质材料，第一次为预混合，第二次加完后为高速分散混合，高速分散一定时间后得到高粘度分散悬浊液；加入一定量溶剂进行进一步高速分散，浆料达到合适的粘度，固含量，得到性能优异的正极浆料完成整个工艺。本发明专利技术能够充分利用高粘度非均相流体间的力学关系，利用简便的方法，最大程度上发挥搅拌机的分散作用，促进搅拌过程中剪切力对浆料中超细粉体的均匀施加，节约了搅拌时间，提高了浆料的均一性、稳定性和一致性。

Method for dispersing positive size slurry of lithium ion battery

The invention discloses a dispersing method of a lithium ion battery anode slurry passes through the water or oil glue prepared by a certain concentration of glue tank; glue, conductive agent, dispersing agent and solvent into the mixing tank, using high speed dispersion machine fully premixed, to pre dispersion; adding two times of positive active material materials, for the first time in pre mixing, second times after adding high dispersion mixing, high speed dispersion after a certain period of time to obtain high viscosity dispersed suspension; adding a certain amount of solvent for further high-speed dispersion, size reach the appropriate viscosity, solid content, have excellent performance to complete the whole cathode slurry process. The invention can fully non homogeneous fluid mechanics relationship between the use of high viscosity, using simple method, play the greatest extent of dispersion mixer, promote the shear force during stirring evenly applied to the ultra-fine powder slurry body, saves mixing time, improves the size uniformity, stability and consistency.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极浆料的分散方法
本专利技术涉及锂离子电池正极浆料的制备匀浆
，特别是一种锂离子电池正极浆料的分散方法。
技术介绍
在锂离子电池制造过程中，浆料的均一性、稳定性、一致性往往影响着电池的性能。粘结剂在浆料中分散不均匀会导致电池内阻偏大，充放电过程中阻碍锂离子的迁移，也可能由于粘结性不佳，在充放电过程中导致电极材料脱落，影响电池寿命。目前采用的正极材料往往自身离子电导率偏低，需要添加导电剂增强其在倍率充放电过程中的性能，导电剂分散不均匀会减小锂离子电池充放过程中的离子电导率，减弱其倍率充放电性能。此外，在目前纳米化的大趋势下，将材料纳米化往往会增强材料的活性，可以最大程度上发挥其性能，纳米材料往往分散困难，分散不好会导致材料二次团聚、沉降等，最终影响电池容量的发挥。在电极浆料的传统制备过程中，常用的方法就是简单机械搅拌和分散，该方法适用面广，操作简单，但往往难以分散均匀，尤其分散超细粉体时，易产生团聚，达不到良好的效果。此类分散方法通常搅拌时间长，得到的浆料稳定性不佳，在较短时间内会产生大量导电剂团聚体和活性物质团聚体，影响了最终的电池性能。目前国内有关正极浆料的匀浆专利较多：1）申请号为201110268040.0的专利，采用喷雾方式对材料先进行预混，此法虽然能达到混料效果，但喷雾干燥器价格昂贵，产量有限，前期准备工作繁琐，大规模生产较为困难。2）申请号为201110060625.3的专利，在搅拌过程中采用超声分散对浆料进行二次分散，此法虽然有利于纳米活性物质分散，但此类分散浆料稳定性差，易发生沉淀以及二次团聚，超声振子长时间使用后能量不稳定，导致分散工艺不稳定，浆料一致性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种锂离子电池正极浆料的分散方法。本专利技术采用的技术方案为：一种锂离子电池正极浆料的分散方法，其特征在于，具体步骤如下：1）采用制胶罐预先配制浓度为4-8%的水系或油系胶液；2）将胶液、导电剂、分散剂以及粘结剂加入搅拌桶中，利用高速分散机充分预混，得到预分散液，所述预分散液的固含量为10-20%；3）分两次加入正极活性物质材料，第一次为预混合，第二次加完后为高速分散混合，高速分散时间为30-400min后得到高粘度分散悬浊液，所述分散悬浊液的固含量为55-65%，静止后的液面与上分散盘的距离H1和上分散盘与下分散盘的距离H2之比为0.5-1.5；4）加入0-20%量的溶剂进行进一步高速分散，浆料达到50-60%的粘度固含量，得到性能优异的正极浆料。进一步的，所述高速分散机可为行星式动力混合分散机、高速搅拌机、高能球磨机、高速乳化分散机、超速离心机、剪切式微细分散机、超声波高速分散机中的一种或多种组合，且分散频率为2000-20000r/min。进一步的，所述步骤2中的导电剂百分含量为0-4%，分散剂百分含量为0-0.4%，粘结剂百分含量为0-4%。进一步的，所述导电剂为导电炭黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、碳纤维导电剂、球形人造石墨、乙炔黑中的一种或几种。进一步的，所述步骤3中的正极活性物质材料包含铁锂系氧化物和镍钴锰系氧化物。进一步的，所述步骤2、步骤3、步骤4中的混料，真空度控制在≦-65KPa。本专利技术的有益效果如下：本专利技术能够充分利用高粘度非均相流体间的力学关系，利用简便的方法，最大程度上发挥搅拌机的分散作用，促进搅拌过程中剪切力对浆料中超细粉体的均匀施加，节约了搅拌时间，提高了浆料的均一性、稳定性和一致性，本方法操作简单，混料时间短，适用面广，有利于提高工厂的生产效率，适合工厂大规模使用。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明。图1为普通搅拌所得正极浆料涂在铝箔上的扫描电镜图；图2为本专利技术分散盘的距离H1和上分散盘与下分散盘的距离H2示意图；图3为实例1所得正极浆料涂在铝箔上的扫描电镜图；图4为实例1所得正极浆料粘度随时间变化图。具体实施方式实施例1：（1）把PVDF（苏威5130）粘结剂加入制胶罐中，按粘结剂固含量5%配制，开启分散1500r/min，搅拌45分钟；（2）将胶液、导电炭黑、聚乙二醇以及N-甲基吡咯烷酮加入搅拌桶中，导电剂添加量为4%，粘结剂添加量为2.5%，聚乙二醇添加量为0.2%，控制分散液固含量在13.5%，真空-85Kpa条件下以公转速度35r/min，分散1500r/min，搅拌90分钟，得到预分散液；（3）分两次加入正极活性物质材料，第一次为预混合，真空-85Kpa条件下以公转速度25r/min，分散1000r/min，搅拌10分钟，第二次加完后为高速分散混合，控制分散液固含量在62%，分散液的液位要求为：静止液面与上分散盘的距离H1和上分散盘与下分散盘的距离H2之比为0.9。真空条件下以公转速度25r/min，分散1500r/min，高速分散150分钟，得到高粘度分散悬浊液；（4）加入5%的溶剂进行进一步高速分散，控制分散液固含量在58%，真空-85Kpa条件下以公转速度25r/min，分散1400r/min，高速真空-85Kpa下分散120分钟，降温后，浆料达到合适的粘度固含量为56±2%，为性能优异的正极浆料。实施例2：（1）把PVDF（苏威5130）粘结剂加入制胶罐中，按粘结剂固含量7%配制，开启分散1500r/min，搅拌45分钟；（2）将胶液、导电炭黑、聚乙二醇以及N-甲基吡咯烷酮加入搅拌桶中，导电剂添加量为3.5%，粘结剂添加量为3%，聚乙二醇添加量为0.2%，控制分散液固含量在16%，真空-85Kpa条件下以公转速度30r/min，分散1500r/min，搅拌120分钟，得到预分散液；（3）分两次加入正极活性物质材料，第一次为预混合，真空-85Kpa条件下以公转速度30r/min，分散1200r/min，搅拌20分钟，第二次加完后为高速分散混合，控制分散液固含量在64%，分散液的液位要求为：静止液面与上分散盘的距离H1和上分散盘与下分散盘的距离H2之比为1。真空条件下以公转速度25r/min，分散1400r/min，高速分散150分钟，得到高粘度分散悬浊液；（4）加入1.5%的溶剂进行进一步高速分散，控制分散液固含量在57%，真空-85Kpa条件下以公转速度25r/min，分散1300r/min，高速真空-85Kpa下分散120分钟，降温后，浆料达到合适的粘度固含量为54±2%，为性能优异的正极浆料。实施例3：（1）把PVDF（苏威5130）粘结剂加入制胶罐中，按粘结剂固含量4.5%配制，开启分散1500r/min，搅拌45分钟；（2）将胶液、导电炭黑、聚乙二醇以及N-甲基吡咯烷酮加入搅拌桶中，导电剂添加量为4%，粘结剂添加量为3%，聚乙二醇添加量为0.2%，控制分散液固含量在15.5%，真空-85Kpa条件下以公转速度35r/min，分散1600r/min，搅拌70分钟，得到预分散液；（3）分两次加入加入正极活性物质材料，第一次为预混合，真空-85Kpa条件下以公转速度25r/min，分散1200r/min，搅拌10分钟，第二次加完后为高速分散混合，控制分散液固含量在58%，分散液的液位要求为：静止液面与上分散盘的距离H1和上分散盘与下分散盘的距离H2之比为1。真空条件下以公转速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池正极浆料的分散方法，其特征在于，具体步骤如下： 1）采用制胶罐预先配制浓度为4‑8%的水系或油系胶液； 2）将胶液、导电剂、分散剂以及粘结剂加入搅拌桶中，利用高速分散机充分预混，得到预分散液，所述预分散液的固含量为10‑20%； 3）分两次加入正极活性物质材料，第一次为预混合，第二次加完后为高速分散混合，高速分散时间为30‑400min后得到高粘度分散悬浊液，所述分散悬浊液的固含量为55‑65%，静止后的液面与上分散盘的距离H1和上分散盘与下分散盘的距离H2之比为0.5‑1.5； 4）加入0~20%量的溶剂进行进一步高速分散，浆料达到50‑60%的粘度固含量，得到性能优异的正极浆料。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极浆料的分散方法，其特征在于，具体步骤如下：1）采用制胶罐预先配制浓度为4-8%的水系或油系胶液；2）将胶液、导电剂、分散剂以及粘结剂加入搅拌桶中，利用高速分散机充分预混，得到预分散液，所述预分散液的固含量为10-20%；3）分两次加入正极活性物质材料，第一次为预混合，第二次加完后为高速分散混合，高速分散时间为30-400min后得到高粘度分散悬浊液，所述分散悬浊液的固含量为55-65%，静止后的液面与上分散盘的距离H1和上分散盘与下分散盘的距离H2之比为0.5-1.5；4）加入0~20%量的溶剂进行进一步高速分散，浆料达到50-60%的粘度固含量，得到性能优异的正极浆料。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极浆料的分散方法，其特征在于：所述高速分散机可为行星式动力混合分散机、高速搅拌机、高能球磨机、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周森森，童杰，吕林，薛驰，缪永华，赵映军，徐洲，
申请(专利权)人：中天储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32