一种锂离子电池负极材料的清洁制浆方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池制造技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极材料的清洁制浆方法。本发明专利技术的特点在于，锂离子电池负极材料的包装袋可溶于制浆过程所用的溶剂，并且锂离子电池负极材料连同其包装袋一起与制浆过程所用的溶剂相混合，是清洁的锂离子电池负极材料制浆方法。此方法可以减少锂离子电池负极材料制浆过程的粉尘，还可以节约负极材料制浆过程的时间，也有利于保护工作场所工人的健康。

Clean pulping method for negative pole material of lithium ion battery

The invention belongs to the technical field of lithium ion battery manufacturing, in particular to a clean pulping method of a lithium ion battery negative electrode material. The invention is characterized in that the cathode material of lithium ion battery pack is soluble in the solvent pulping process, and anode materials for lithium ion batteries together with mixed with the packaging bag together with the solvent pulping process, as anode materials for lithium ion batteries clean pulping method. The method can reduce dust in the process of lithium ion battery anode material, and can save the time of the pulping of the negative electrode material and protect the health of the workers in the work place.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池负极材料的清洁制浆方法
本专利技术属于锂离子电池制造
，具体涉及一种锂离子电池负极材料的清洁制浆方法。
技术介绍
锂离子电池又称为摇椅式电池，是利用电池充放电时候，锂离子在正负极之间进行交换的电池。锂离子电池具有能量密度大、自放电小、无记忆效应、工作电压范围宽、使用寿命长、无环境污染等优点。日本的索尼公司于1992年最早商业化了锂离子电池技术，经过20多年的发展，锂离子电池的市场不断扩大。尤其是，锂离子电池的应用领域已从最初的消费电子产品领域，扩大到汽车动力电池领域。根据中国新能源汽车的国家发展规划，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力要达到200万辆，累计产销量超过500万辆。负极材料是锂离子电池的主要构成材料之一，为了把负极材料制作成锂离子电池的组成部分，要经过制浆的过程。锂离子电池浆料一般由正极材料、负极材料、导电剂、粘接剂、增稠剂以及其他分散剂等混合均匀而成，为固液两相悬浮液。锂离子电池负极材料制浆步骤为锂离子电池生产的重要环节之一，负极材料浆料制备的好坏直接影响电池的性能。目前行业通用的锂离子电池负极材料制浆过程为，从投料口把包装袋中的负极材料投入制浆设备中，进一步与溶剂相混合并且搅拌、分散均匀，制成下一道工序所需要的浆料。常见的锂离子电池负极材料，包括碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料、纳米氧化物类负极材料等。锂离子电池负极材料中含有微米级甚至纳米级的粉体颗粒材料，在投料的过程中，负极材料中的小颗粒容易泄漏，形成粉尘污染，弄脏工作环境。投料结束包装袋中残余少量负极材料粉体，也容易弄脏工作环境。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种锂离子电池负极材料的清洁制浆方法，可以减少锂离子电池负极材料制浆过程的粉尘污染。本专利技术的技术方案如下：一种锂离子电池负极材料的清洁制浆方法，是把锂离子电池负极材料与溶剂相混合，制成用于锂离子电池的浆料，其中锂离子电池负极材料装在包装袋中且直接与包装袋接触，其特征在于：所述锂离子电池负极材料的包装袋可溶于制浆过程所用的溶剂，并且所述锂离子电池负极材料连同其包装袋一起与制浆过程所用的溶剂相混合。本专利技术中，锂离子电池负极材料可以是碳负极材料，如人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、碳纤维、或热解树脂碳中的一种；锂离子电池负极材料可以是锡基负极材料，锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种，氧化物是指各种价态金属锡的氧化物；锂离子电池负极材料可以是含锂过渡金属氮化物负极材料；锂离子电池负极材料可以是合金类负极材料，包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金等；锂离子电池负极材料可以是纳米级负极材料，例如碳纳米管、石墨烯、纳米合金、纳米级氧化物等。本专利技术中，锂离子电池负极材料可以是硅、硅碳、石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球、钛酸锂、或氧化亚硅中的一种。本专利技术中，制浆过程所用的溶剂没有特别限定，通常可使用水、或有机溶剂，还可以使用水和有机溶剂的混合溶剂。作为有机溶剂，例如可以列举：甲醇、乙醇、丙醇等烷基醇；丙酮、甲乙酮等烷基酮类；四氢呋喃、二氧杂环乙烷、二甘醇二甲醚等醚类；二乙基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基咪唑啉酮等酰胺类；二甲亚砜、环丁砜等硫系溶剂等。根据行业通用的习惯，优选N-甲基-2-吡咯烷酮、或水中的一种。本专利技术中，制浆设备主要起到分散混合的作用，可以是球磨机、砂磨机、珠磨机、颜料分散机、磨碎机、超声波分散机、均化器、均相混合机、高压均质机、行星式混合机等混合设备中的一种。制浆设备可以在室温到80℃范围内操作，分散混合过程可以进行10分钟到数小时。本专利技术中，锂离子电池负极材料的包装袋可溶于制浆过程所用的溶剂，材质可以是聚乙烯醇、淀粉、蛋白质、聚偏氟乙烯、聚氨酯、或聚酰亚胺等材料中的一种。从使用习惯、成本和溶解速度等角度综合考虑，制浆过程如果使用NMP为溶剂，包装袋的材质选为聚偏氟乙烯材质；制浆过程如果使用水为溶剂，包装袋的材质选为聚乙烯醇材质。聚偏氟乙烯和聚乙烯醇本身就可以充当锂离子电池制作过程中的粘接剂。本专利技术中，包装袋的规格可以是包装10克到1000公斤正极材料之间的规格，更常见的包装袋规格是包装500克、1公斤、2公斤、5公斤、10公斤、25公斤、100公斤、或250公斤正极材料的规格。本专利技术中，锂离子电池负极材料连同其包装袋一起投入制浆设备中。在包装袋溶解于制浆所用溶剂后，负极材料被释放出来，分散在溶剂中，进一步通过制浆设备被分散和混合均匀。这就避免了在打开袋口阶段带来的粉尘泄漏问题。本专利技术中，可溶于制浆工序所用溶剂包装袋的外面还可以套多个不同材质和功能的包装袋，例如可以套PE袋、铝塑膜袋、尼龙袋、或PVC袋等。进一步增加包装袋的强度、对水和氧气的阻隔性、或耐老化等性能。本专利技术中，可溶解包装袋可以采用真空、或常压的方式包装锂离子电池负极材料。本专利技术的优点：1、锂离子电池负极材料的包装袋可溶于制浆过程所用的溶剂中，可以把包装袋连同负极材料一起与制浆过程所用的溶剂相混合，减少投料过程中的粉尘。2、锂离子电池负极材料的包装袋可溶于制浆过程所用的溶剂中，可以不开袋口，直接把包装袋连同其内的负极材料一起与制浆过程所用的溶剂相混合，节约工作时间。3、锂离子电池负极材料的包装袋可溶于制浆过程所用的溶剂中，减少投料过程的粉尘有利于保护工作场所工人的健康。具体实施例方式以下结合具体实施例方式进一步说明本专利技术，下述实施方式仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。本领域技术人员根据本专利技术上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本专利技术保护的范围。下文示例具体的时间、投料量等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。实施例1(石墨负极材料)按照质量比为天然石墨负极材料∶导电炭黑(SP，电池级)∶羧甲基纤维素钠(CMC，电池级)∶丁苯橡胶(SBR，电池级)＝93.7∶2.0∶1.3∶3.0的比例，制作电池负极浆料，浆料的最终固含量为40％。其中天然石墨负极材料的D50是18微米，比表面积是2.5m2/g，重量是2.0Kg，包装在聚乙烯醇包装袋中，聚乙烯醇包装袋的厚度是50微米，聚乙烯醇包装袋的外面还套有PE袋。去掉PE外包装袋，把带聚乙烯醇包装袋的石墨负极材料整袋投入去离子水中，然后依次按比例投入导电剂和CMC干粉，搅拌均匀。然后再加入SBR，搅拌均匀。均匀涂布在厚度为0.014mm的铜箔上。经烘干后辊压分切成厚度为0.135mm的负极极片。因为石墨负极材料的包装袋聚乙烯醇可溶于制浆过程所用的溶剂水中，且包装袋连同石墨负极材料一起与制浆过程所用的溶剂水相混合，所以石墨负极材料材料的制浆过程基本不产生粉尘，是清洁的过程。实施例2(硅负极材料)按照质量比为单质硅负极材料∶导电炭黑(SP，电池级)∶羧甲基纤维素钠(CMC，电池级)：＝94.0∶3.0∶3.0的比例，制作负极浆料，溶剂是水，浆料的最终固含量为30％。其中单质硅负极材料纯度为99.5％，D50＝1.0μm，重量是1.0公斤，单质硅负极材料包装在聚乙烯醇包装袋中，聚乙烯醇包装袋的厚度是50微米，PE包装袋的外面还套有PE外袋。去掉P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池负极材料的清洁制浆方法，是把锂离子电池负极材料与溶剂相混合，制成用于锂离子电池的浆料，其中锂离子电池负极材料装在包装袋中且直接与包装袋接触，其特征在于：所述锂离子电池负极材料的包装袋可溶于制浆过程所用的溶剂，并且所述锂离子电池负极材料连同其包装袋一起与制浆过程所用的溶剂相混合。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极材料的清洁制浆方法，是把锂离子电池负极材料与溶剂相混合，制成用于锂离子电池的浆料，其中锂离子电池负极材料装在包装袋中且直接与包装袋接触，其特征在于：所述锂离子电池负极材料的包装袋可溶于制浆过程所用的溶剂，并且所述锂离子电池负极材料连同其包装袋一起与制浆过程所用的溶剂相混合。2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的清洁制浆方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵社涛，赵社军，
申请(专利权)人：赵社涛，
类型：发明
国别省市：云南,53