一种锂离子电池正极浆料的制备方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池正极浆料的制备方法,其包括以下步骤：首先将粘结剂、分散剂和溶剂加入搅拌机中进行高速分散制得，其次，将导电剂加入至胶液中，经搅拌机搅拌均匀后，移置温控超声波分散机中进行水浴加热，制得预分散导电胶浆；再者，开启温控超声波分散机的超声波分散功能，进行高频率超声分散，制得分散好的导电胶浆；最后，将导电胶浆与活性物质加入搅拌机中，进行高速搅拌和分散，制得正极浆料。通过该制备方法通过分散剂还有结合超声波分散技术可以在更短的时间内制备出分散性较好的锂离子电池正极浆料，同时提高了浆料质量，提高了生产效率，降低有机溶剂使用量，降低生产成本和减少污染。

A preparation method of positive electrode for lithium ion battery

The invention relates to a preparation method of anode paste of lithium battery, which comprises the following steps: first binder, a dispersant and a solvent with high-speed dispersing system, the mixer will be added to the second conductive adhesive agent, by stirring, water bath heating temperature to displace ultrasonic dispersion machine, system to get the pre dispersed conductive paste; moreover, the ultrasonic open temperature ultrasonic dispersion machine dispersion function of high frequency ultrasonic dispersion, the conductive paste well dispersed; finally, the conductive mortar and the active material in a mixer, high-speed stirring and dispersion, prepared anode slurry. Through the preparation method by dispersant and combine ultrasonic dispersion technique can be prepared with good dispersion of lithium ion battery anode slurry in a shorter period of time, while improving the quality of slurry, improve production efficiency, reduce the amount of organic solvent, reduce production costs and reduce pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极浆料的制备方法
本专利技术涉及二次电池领域，更具体地说，涉及一种锂离子电池正极浆料的制备方法。
技术介绍
锂离子二次电池具有能量密度高、环境污染小、功率密度大、使用寿命长、适应范围广、自放电系数小等突出的优点，是现今世界上应用最为广泛的电池之一，也是新能源发展的重要组成部分。锂离子电池由正负极片和隔离膜组成电芯后，装入壳体，充入电解液后得到的。其中正极片是由正极活性物质和其他少量的辅材分散悬浮在溶剂中形成浆料后，均匀的涂覆到集流体上烘干后得到。目前正极浆料的常规制备方法是先将高分子粘结剂溶解在溶剂中形成胶液，再将导电剂加入胶液中用搅拌机机械分散，最后分步加入活性物质，进行长时间的机械分散制得正极浆料；或者采用另一种直接将活性物质、粘结剂、导电剂干混后分步骤加入溶剂，进行机械分散后制得正极浆料。由于正极浆料中常用的导电剂导电炭黑属于纳米级别的颗粒，粒径小、比表面积大，有容易团聚成大颗粒的特性，导致其很难均匀的分散在活性物质表面，起到增加导电性的作用。常规方法不添加分散剂，仅仅采用机械分散的方式进行分散，不仅时间长，而且分散效果较差，产品质量不稳定，要达到涂覆所需粘度使用的溶剂量多，批量使用时缺陷明显。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种能够解决分散时间长、分散效果差以及产品质量不稳定的锂离子电池正极浆料的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下步骤：S1、将粘结剂、分散剂和溶剂加入搅拌机中进行高速分散制得胶液；S2、将导电剂加入至所述胶液，经所述搅拌机搅拌均匀后，置于温控超声波分散机中进行恒温水浴加热，制得预分散导电胶浆；S3、开启所述温控超声波分散机的超声波分散功能，进行高频率超声分散，制得分散好的导电胶浆；S4、将所述导电胶浆与活性物质加入搅拌机中，进行高速搅拌和分散，制得正极浆料。优选地，所述粘结剂、所述分散剂、所述溶剂、所述导电剂、所述活性物质的重量份数分别为：所述粘接剂2.5～3、所述分散剂0.2～0.5、所述溶剂56～62、所述导电剂2～3、所述活性物质94～95。优选地，在所述S1步骤中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠的一种或多种。优选地，在所述S1步骤中，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺的一种或多种。优选地，在所述S1步骤中，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、去离子水。优选地，在所述S2步骤中，所述导电剂为导电炭黑、导电石墨的一种或多种。优选地，在所述S2步骤中，控制所述水浴加热过程的温度恒定于25～60℃。优选地，在所述S3步骤中，所述超声波高频率分散频率控制为20kHz～80kHz，分散时间控制为10～30分钟。优选地，在S4步骤中，所述活性物质为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元材料的一种或多种。优选地，在所述S1步骤中，所述高速搅拌的速度为30rpm/min～60rpm/min；在所述S2步骤中，所述搅拌速度为10rpm/min～30rpm/min；在所述S4步骤中，所述高速搅拌的速度为30rpm/min～60rpm/min，所述高速分散的速度为1000rpm/min～5000rpm/min。实施本专利技术的锂离子电池正极浆料的制备方法，具有以下有益效果：本专利技术首先将粘结剂、分散剂和溶剂加入搅拌机中进行高速分散制得，其次，将导电剂加入至胶液中，经搅拌机搅拌均匀后，移置温控超声波分散机中进行水浴加热，制得预分散导电胶浆；再者，开启温控超声波分散机的超声波分散功能，进行高频率超声分散，制得分散好的导电胶浆；最后，将导电胶浆与活性物质加入搅拌机中，进行高速搅拌和分散，制得正极浆料。本专利技术的制备方法通过采用分散剂并结合超声波分散机进行分散，将难分散的导电剂快速分散于溶剂中，分散剂的分散稳定作用下，使得活性物质均匀的分散需要的溶剂更少，并且制得的正极浆料能够达到涂覆所需要的粘度范围。通过该制备方法可以在更短的时间内制备出分散性较好的锂离子电池正极浆料，同时提高了浆料质量，提高了生产效率，降低有机溶剂使用量，降低生产成本和减少污染。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术锂离子电池正极浆料的制备方法的工艺流程图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，该制备方法包括以下步骤：S1、将粘结剂、分散剂和溶剂加入搅拌机中进行高速分散制得胶液。具体地，将重量份数为2.5～3的粘接剂、重量份数为0.2～0.5的分散剂、以及重量份数为56～62的溶剂放入搅拌机的搅拌桶中，进行高速分散，选择分散的速度为1000rpm/min～5000rpm/min。进一步地，分散的速度优选为2000rpm/min～3000rpm/min。分散时间优选为120min。其中，粘结剂可以增强粘结效果，其可以为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠的一种或多种；该分散剂能够吸附于固体颗粒的表面一方面可以使凝聚的固体颗粒表面更易于润湿，另一方面，能够使固体颗粒表面产生离子电荷、物理屏蔽、氢键、偶极作用从而防止固体颗粒再次凝聚，其可以为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺的一种或多种；该溶剂可以起到溶解的作用，其可以为N-甲基吡咯烷酮、去离子水；进一步地，粘结剂优选为聚偏氟乙烯；分散剂优选为聚乙烯吡咯烷酮；溶剂优选为去离子水。该粘接剂、分散剂和溶剂的混合的方式并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择。S2、将导电剂加入至所述胶液，经所述搅拌机搅拌均匀后，置于温控超声波分散机中进行恒温水浴加热，制得预分散导电胶浆。具体地，将重量份数为2～3的导电剂加热至胶液中，开启搅拌机进行搅拌，优选搅拌速度为10rpm/min～30rpm/min。进一步地，搅拌速度优选为15rpm/min～20rpm/min；搅拌时间优选为10min。接着将搅拌均匀的胶液放置温控超声波分散机中，开启水浴加热功能，进行水浴加热，并控制水浴加热温度恒定于25～60℃。进一步地，加热恒温的温度优选为30～40℃。通过水浴加热能够加快溶剂润湿导电剂的速度还有赶走胶液中的气泡，温度恒定于25～60℃则是因为温度过高容易导致溶剂挥发，温度过低无法达到润湿效果。其中，该导电剂可用于增强导电性，其可以为为导电炭黑、导电石墨的一种或多种；进一步地，导电剂优选为导电炭黑。S3、开启所述温控超声波分散机的超声波分散功能，进行高频率超声分散，制得分散好的导电胶浆。具体地，开启该温控超声波分散机的超声波分散功能，选择超声波分散的频率；该超声波分散频率可以为20kHz～80kHz；分散时间可以为10～30分钟。进一步地，该超声波分散频率优选为40kHz～50kHz，分散时间优选为15～20分钟。通过高频率的超声波分散能够将导电剂分散为粒径更小的颗粒，以便于润湿该导电剂，加快该导电剂溶解速度。S4、将所述导电胶浆与活性物质加入搅拌机中，进行高速搅拌和分散，制得正极浆料。具体地，将重量份数为94～95的活性物质和导电胶浆再次加入搅拌机中，进行高速搅拌和分散，选择搅拌速度为30rpm/min～60rpm/min，分散速度为1000rpm/min～5000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制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将粘结剂、分散剂和溶剂加入搅拌机中进行高速分散制得胶液；S2、将导电剂加入至所述胶液，经所述搅拌机搅拌均匀后，置于温控超声波分散机中进行恒温水浴加热，制得预分散导电胶浆；S3、开启所述温控超声波分散机的超声波分散功能，进行高频率超声分散，制得分散好的导电胶浆；S4、将所述导电胶浆与活性物质加入搅拌机中，进行高速搅拌和分散，制得正极浆料。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将粘结剂、分散剂和溶剂加入搅拌机中进行高速分散制得胶液；S2、将导电剂加入至所述胶液，经所述搅拌机搅拌均匀后，置于温控超声波分散机中进行恒温水浴加热，制得预分散导电胶浆；S3、开启所述温控超声波分散机的超声波分散功能，进行高频率超声分散，制得分散好的导电胶浆；S4、将所述导电胶浆与活性物质加入搅拌机中，进行高速搅拌和分散，制得正极浆料。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述粘结剂、所述分散剂、所述溶剂、所述导电剂、所述活性物质的重量份数分别为：所述粘接剂2.5～3、所述分散剂0.2～0.5、所述溶剂56～62、所述导电剂2～3、所述活性物质94～95。3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，在所述S1步骤中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠的一种或多种。4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，在所述S1步骤中，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺的一种或多种。5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖真龙，
申请(专利权)人：深圳拓邦股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44