钛酸锂电池负极浆料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钛酸锂电池负极浆料的制备方法，包括以下步骤：提供钛酸锂电池负极浆料的原料配方：负极材料、导电剂、粘结剂和N‑甲基吡咯烷酮，且所述负极材料、导电剂、粘结剂和N‑甲基吡咯烷酮的重量份数如下：负极材料100份；导电剂3‑7份；粘结剂4‑5份；N‑甲基吡咯烷酮80‑160份；将所述粘结剂与30‑60份所述N‑甲基吡咯烷酮混合，低速搅拌混匀后，提速至高速搅拌，搅拌形成浆料状后，抽真空低速搅拌，制备胶液；将所述负极材料与导电剂在常压条件下低速搅拌混匀，加入所述胶液、10‑20份所述N‑甲基吡咯烷酮进行润湿处理后，加入剩余的所述N‑甲基吡咯烷酮，在负压条件下高速搅拌，得到钛酸锂电池负极浆料。

Anode slurry for lithium titanate battery and its preparation method

The invention provides a preparation method of a lithium titanate battery cathode slurry, which comprises the following steps: providing raw materials for lithium titanate anode slurry: anode material, conductive agent, binder and N methyl pyrrolidone, and the weight of the cathode material, conductive agent, binder and N methylpyrrolidine ketones are as follows: 100 anode material; conductive agent 3 7; 4 binder 5; N methylpyrrolidone 80 160; the 30 binder and 60 copies of the N N-methyl-2-pyrrolidinone mixed, low speed mixing, stirring speed and stirring speed. The formation of slurry, vacuum stirring speed, the preparation of glue; the cathode material and the conductive agent under atmospheric conditions of low speed mixing, add the glue, 10 20 copies of the N methyl pyrrolidone by wetting treatment, adding the remaining The N methylpyrrolidone, high-speed stirring under vacuum cathode slurry lithium titanate battery.

【技术实现步骤摘要】
钛酸锂电池负极浆料及其制备方法
本专利技术属于钛酸锂电池制浆
，尤其涉及一种钛酸锂电池负极浆料及其制备方法。
技术介绍
钛酸锂负极材料具有优秀的快充性能和循环稳定性，未来在动力电池以及储能领域有着广泛的前景。目前工业上制备的钛酸锂粒径细小，一次粒径在纳米级，二次粒径也在10μm以内，较小的粒径导致钛酸锂存在容易团聚的问题，难以实现良好分散。而在制作活性浆料时，含有导电剂、粘结剂等粒径大小分布不均匀的组分，进一步增加了均匀分散的难度。此外，钛酸锂呈碱性，具有较强的吸水性。这些因素导致了钛酸锂负极材料的匀浆、涂布等过程较为困难。匀浆过程是锂离子电池制备的非常重要的一步，其制备的浆料的好坏将直接影响到后续工艺的操作和电池性能的发挥。因此，如何开发一种钛酸锂电池负极浆料的新匀浆方法，以解决钛酸锂负极材料匀浆过程中颗粒团聚、材料吸水性和混料粘度高等问题，显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钛酸锂电池负极浆料及其制备方法，旨在解决现有钛酸锂电池负极浆料匀浆过程中，容易发生颗粒团聚、材料吸水性高和混料粘度高的问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种钛酸锂电池负极浆料的制备方法，包括以下步骤：提供钛酸锂电池负极浆料的原料配方：负极材料、导电剂、粘结剂和N-甲基吡咯烷酮，且所述负极材料、导电剂、粘结剂和N-甲基吡咯烷酮的重量份数如下：负极材料100份；导电剂3-7份；粘结剂4-5份；N-甲基吡咯烷酮80-160份；将所述粘结剂与30-60份所述N-甲基吡咯烷酮混合，低速搅拌混匀后，提速至高速搅拌，搅拌形成浆料状后，抽真空低速搅拌，制备胶液；将所述负极材料与导电剂在常压条件下低速搅拌混匀，加入所述胶液、10-20份所述N-甲基吡咯烷酮进行润湿处理后，加入剩余的所述N-甲基吡咯烷酮，在负压条件下高速搅拌，得到钛酸锂电池负极浆料。优选的，所述低速搅拌的搅拌条件为：公转速率为20-40rpm，自转速率为500-1500rpm。优选的，所述高速搅拌的搅拌条件为：公转速率为40-60rpm，自转速率为2000-4000rpm，且所述高速搅拌的公转速率比所述低速搅拌的公转速率高10rpm以上，所述高速搅拌的自转速率比所述低速搅拌的自转速率高1000rpm以上。优选的，所述钛酸锂电池负极浆料的制备过程中，环境的湿度为100-700ppm。优选的，所述胶液分2-4次进行添加，且每次添加的间隔时间为0.5-1.5h。进一步优选的，剩余的所述N-甲基吡咯烷酮分2-4次进行添加。进一步优选的，所述胶液分3次进行添加，三次添加的量分别为所述胶液总重量的20-40％、40-60％、20-40％。进一步优选的，所述胶液分4次进行添加，三次添加的量分别为所述胶液总重量的15-25％、25-40％、25-40％、15-25％。优选的，所述负极材料选自纯相钛酸锂、掺杂钛酸锂、包覆掺杂钛酸锂、复合钛酸锂中的至少一种。优选的，所用导电剂选自乙炔黑、科琴黑、SuperP、VGCF、碳纳米管中的至少一种。优选的，所述粘结剂为PVDF。本专利技术另一方面提供一种钛酸锂电池负极浆料，所述钛酸锂电池负极浆料由上述方法制备获得，所述钛酸锂电池负极浆料的固含量为40-60％，粘度为2000-6000mPa·s。本专利技术提供的钛酸锂电池负极浆料的制备方法，具有以下优点：首先，通过单独配置胶液，一方面，可以有效避免将粘结剂与导电剂、负极材料混合时，导电剂、负极材料直接粘附在粘结剂表面，增加分散难度的问题；另一方面，有利于粘结剂分子在溶剂中的分散，同时降低浆料中粘结剂的团聚的可能性。其次，本专利技术优化了N-甲基吡咯烷酮的添加方式，通过先添加部分N-甲基吡咯烷酮润湿物料，后分步加入剩余量的N-甲基吡咯烷酮，有利于负极材料、导电剂和粘结剂的均匀分散，从而避免大颗粒的出现和高粘度浆料的形成。再次，通过控制匀浆过程的搅拌速率，同时优化胶液和N-甲基吡咯烷酮的添加方式，实现负极材料、导电剂和粘结剂的均匀分散，解决匀浆过程中由于颗粒细小导致的团聚和匀浆困难的问题，从而保证获得的浆料的粘度和固含量要求。综上，本专利技术提供的钛酸锂电池负极浆料的制备方法，能够有效的减少浆料的颗粒团聚，避免出现较大颗粒，降低了浆料的粘度，实现了各组分的良好分散，从而有利于后续涂布等工序的操作。本专利技术提供的钛酸锂电池负极浆料，通过下述方法制备获得，分散性能好，有利于提升钛酸锂电池的电化学性能，如钛酸锂电池的高倍率特性明显提升，电池内阻也有较为明显的下降。附图说明图1是本专利技术实施例提供的实施例1、对比例1的循环容量保持率检测结果图；图2是本专利技术实施例提供的，实施例3、对比例1的极片电阻测结果图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。本专利技术实施例一方面提供一种钛酸锂电池负极浆料的制备方法，包括以下步骤：S01.提供钛酸锂电池负极浆料的原料配方：负极材料、导电剂、粘结剂和N-甲基吡咯烷酮，且所述负极材料、导电剂、粘结剂和N-甲基吡咯烷酮的重量份数如下：负极材料100份；导电剂3-7份；粘结剂4-5份；N-甲基吡咯烷酮80-160份；S02.将所述粘结剂与30-60份所述N-甲基吡咯烷酮混合，低速搅拌混匀后，提速至高速搅拌，搅拌形成浆料状后，抽真空低速搅拌，制备胶液；S03.将所述负极材料与导电剂在常压条件下低速搅拌混匀，加入所述胶液、10-20份所述N-甲基吡咯烷酮进行润湿处理后，加入剩余的所述N-甲基吡咯烷酮，在负压条件下高速搅拌，得到钛酸锂电池负极浆料。具体的，上述步骤S01中，按照负极材料100份、导电剂3-7份、粘结剂4-5份、N-甲基吡咯烷酮80-160份的配比提供钛酸锂电池负极浆料的原料配方。其中，所述负极材料为钛酸锂负极材料。具体优选的，所述负极材料选自纯相钛酸锂、掺杂钛酸锂、包覆掺杂钛酸锂、复合钛酸锂中的至少一种；所用导电剂选自乙炔黑、科琴黑、SuperP、VGCF、碳纳米管中的至少一种；所述粘结剂为PVDF。上述步骤S02中，将所述粘结剂与部分N-甲基吡咯烷酮混合，配置胶液。本专利技术实施例配置胶液的过程中，所述粘结剂在30-60份的所述N-甲基吡咯烷酮中，为了获得分散更均匀、分散性能更好的胶液，先经低速搅拌混匀，小颗粒粘结剂混合形成块状物。在继续搅拌条件下，块状物逐渐混合形成粘稠的泥状物，此时，需要提供更大的剪切力，才能使得混合体系形成浆料。因此，在混合物料形成粘稠的泥状物后，提高搅拌的速率，将搅拌速率提高至高速搅拌，得到浆状物。进一步的，由于搅拌过程中引入的气泡会影响得到的钛酸锂电池的性能，特别是会增加钛酸锂电池的电阻，因此，为了排除气泡，抽真空处理，并降低搅拌速率，低速搅拌形成胶液。优选的，所述低速搅拌的搅拌条件为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛酸锂电池负极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供钛酸锂电池负极浆料的原料配方：负极材料、导电剂、粘结剂和N‑甲基吡咯烷酮，且所述负极材料、导电剂、粘结剂和N‑甲基吡咯烷酮的重量份数如下：负极材料100份；导电剂3‑7份；粘结剂4‑5份；N‑甲基吡咯烷酮80‑160份；将所述粘结剂与30‑60份所述N‑甲基吡咯烷酮混合，低速搅拌混匀后，提速至高速搅拌，搅拌形成浆料状后，抽真空低速搅拌，制备胶液；将所述负极材料与导电剂在常压条件下低速搅拌混匀，加入所述胶液、10‑20份所述N‑甲基吡咯烷酮进行润湿处理后，加入剩余的所述N‑甲基吡咯烷酮，在负压条件下高速搅拌，得到钛酸锂电池负极浆料。

【技术特征摘要】
1.一种钛酸锂电池负极浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供钛酸锂电池负极浆料的原料配方：负极材料、导电剂、粘结剂和N-甲基吡咯烷酮，且所述负极材料、导电剂、粘结剂和N-甲基吡咯烷酮的重量份数如下：负极材料100份；导电剂3-7份；粘结剂4-5份；N-甲基吡咯烷酮80-160份；将所述粘结剂与30-60份所述N-甲基吡咯烷酮混合，低速搅拌混匀后，提速至高速搅拌，搅拌形成浆料状后，抽真空低速搅拌，制备胶液；将所述负极材料与导电剂在常压条件下低速搅拌混匀，加入所述胶液、10-20份所述N-甲基吡咯烷酮进行润湿处理后，加入剩余的所述N-甲基吡咯烷酮，在负压条件下高速搅拌，得到钛酸锂电池负极浆料。2.如权利要求1所述的钛酸锂电池负极浆料的制备方法，其特征在于，所述低速搅拌的搅拌条件为：公转速率为20-40rpm，自转速率为500-1500rpm。3.如权利要求1所述的钛酸锂电池负极浆料的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌的搅拌条件为：公转速率为40-60rpm，自转速率为2000-4000rpm，且所述高速搅拌的公转速率比所述低速搅拌的公转速率高10rpm以上，所述高速搅拌的自转速率比所述低速搅拌的自转速率高1000rpm以上。4.如权利要求1-3任一项所述的钛酸锂电池负极浆料的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞龙，宋华杰，刘科，
申请(专利权)人：深圳市比克动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44