一种高倍率锂离子电池浆料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种高倍率锂离子电池浆料的制备方法，包括如下步骤：步骤a、混合浆料：将粘结剂和导电浆料进行搅拌均匀制得浆料混合物；步骤b、混合干粉：将活性物质和导电干粉进行搅拌均匀制得干粉混合物；步骤c、加溶剂搅拌：将浆料混合物和干粉混合物混合并加入溶剂搅拌均匀，得到高倍率锂离子电池浆料。本发明专利技术将具有分散功能的粘结剂与难分散的导电浆料预先搅拌混合分散，将容易混合的颗粒状固体活性物质、导电干粉混合在一起，再合并一起与溶剂搅拌混合。此种方法有利于使制得的锂离子电池正极浆料充分分散均匀，提高混合搅拌效率，使得搅拌均匀的同时减少搅拌所需要的时间，且能有效提高锂离子电池正极的高倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高倍率锂离子电池浆料的制备方法
本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及到一种高倍率锂离子电池浆料的制备方法。
技术介绍
锂离子电池作为一种新型高容量长寿命环保电池，自从上世纪90年代初，成功开发以来，在电动自行车、电动汽车、电动摩托车、电动工具、储能系统、3C产品领域有广泛应用，与镍镉、镍氢电池相比，锂离子电池具有比能量高、工作电压高、应用温度范围宽，自放电率低、循环寿命长、无污染等诸多优点。而在锂离子电池在制作过程中，浆料的工艺设计对锂离子电池的性能有较大影响，优良合理的工艺设计可以直接提升电池的电性能，提高生产的效率。目前工业上常用的锂离子正极浆料导电剂为SUPER-P与KS-6、CNT、石墨烯、ECP600JD中的一种混合搭配。因为CNT、石墨烯、ECP600JD具有各自的导电特性，且同时具有难分散的特点，所以通常制备的时间较长，制得的浆料均一性较差，且无法实现三种甚至四种不同特性的导电材料进行混合，从而有效提高锂离子电池的高倍率性能。目前常用的锂离子正极浆料制备方式为：将粘结剂PVDF和部分溶剂NMP混合搅拌制得胶黏溶液，然后将活性材料，导电颗粒SUPER-P，导电浆料CNT依次混合搅拌均匀，从而实现均浆。其优点是：使用湿混工艺，胶黏溶液溶解完全，依次加入各类材料混合搅拌，得到浆料均一性好。CN201710505746.1提供了一种锂离子电池浆料及其合浆方法，将电极材料、粘结剂在可密封的合浆罐中进行混合处理，得第一混合物料；在第一混合物料中依次添加粘度小于3000cP.s的CNT导电胶稀释液和第一合浆溶剂混合处理得第二混合物料；在第二混合物料中添加第二合浆溶剂，进行混合处理得锂离子电池浆料。该方法各步骤之间通过协同作用显著提高合浆的生产效率；同时制得的锂离子电池浆料具有良好的稳定性和分散性。缺点是：搅拌时间太长，通常制备一锅浆料的时间在8h左右，且每锅制浆，所有材料都需要重新调配，多次制浆时间较长，且各步骤之间都有严格先后顺序，灵活性不够，不利于产能效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有锂离子正极浆料的制备方法上存在的缺陷，提出一种高倍率锂离子正极浆料及制备方法。为了实现上述目的，本专利技术通过如下的技术方案来实现。一种高倍率锂离子电池浆料的制备方法，包括如下步骤：步骤a、混合浆料：将粘结剂和导电浆料进行搅拌均匀制得浆料混合物；步骤b、混合干粉：将活性物质和导电干粉进行搅拌均匀制得干粉混合物；步骤c、加溶剂搅拌：将浆料混合物和干粉混合物混合并加入溶剂搅拌均匀，得到高倍率锂离子电池浆料。进一步地，所述粘结剂为质量份数1.5～3份的PVDF(聚偏氟乙烯)粉末，所述导电浆料包括质量份数7.5～25份的CNT(碳纳米管)浆料和质量份数5～17份的石墨烯浆料。进一步地，所述活性物质为质量份数92.5～97.5份的磷酸铁锂粉末，所述导电干粉包括质量份数0.3～1.5份的SUPER-P(导电炭黑)和质量份数0.2～1.5份的ECP600JD(超导炭黑)。进一步地，所述溶剂为质量份数43～97.5份的NMP(N-甲基吡咯烷酮)。进一步地，所述CNT(碳纳米管)浆料为固含量4％～7％的粘稠态浆料，分散剂含量≤1.3％，CNT材料长度1～20μm，外径2～20nm。进一步地，所述石墨烯浆料为固含量4％～7％的粘稠态浆料，分散剂含量≤1.4％，石墨烯为直径1～7μm，厚度2～10nm的少层石墨烯。进一步地，所述ECP600JD(超导炭黑)为科琴黑的一种，比表面积800m2/g以上。进一步地，所述步骤一中的搅拌采用双行星搅拌釜进行，搅拌公转40～60rpm，自转1000～3000rpm，搅拌时间为3～4小时。进一步地，所述步骤二中的搅拌采用干粉球磨机进行，转速50～200rpm搅拌，搅拌时间在0.5～1小时。进一步地，所述步骤三中的搅拌采用双行星搅拌釜进行，搅拌公转40～60rpm，自转1000～2500rpm，搅拌时间为2～3小时。本专利技术的有益效果：本专利技术在步骤a中，将具有分散功能的粘结剂PVDF材料与难分散的导电浆料CNT和石墨烯预先搅拌混合，得到充分分散均一的浆料混合物。在步骤b中，将容易混合的颗粒状固体活性物质，导电干粉SUPER-P、ECP600JD混合在一起，得到分散均匀的干粉混合物。再将浆料混合物、干粉混合物与溶剂一起搅拌混合，可以压缩减少步骤b和步骤c的搅拌时间，从而容易使制得的锂离子电池正极浆料充分分散均匀。本专利技术中粘结剂PVDF粉末和导电浆料、活性物质和导电干粉，以及溶剂的占比有利于混合物在各步骤中混合均匀，减少混合至均匀所需的时间。步骤a和步骤b可以同时进行，制备过程灵活性大，为优化减少制备时间提供了重要条件。本专利技术中步骤a和步骤c采用双行星搅拌釜搅拌，步骤b采用干粉球磨机混合，将容易混合的颗粒状固体活性物质，导电干粉SUPER-P、ECP600JD用干粉球磨机混合，将难搅拌分散的步骤a采用搅拌效果更好的双行星搅拌釜搅拌并采用搅拌效果最好的公转和自转转速，使资源得到合理化运用。本专利技术步骤a中导电浆料和步骤b中导电干粉，可分多批次转入到步骤c搅拌釜中进行高倍率锂离子电池正极浆料的制备，生产过程中可以大幅提高制浆效率。本专利技术制得的锂离子电池正极浆料含有的导电材料包括SUPER-P、CNT、石墨烯搭配形成的的点-线-面导电网络，而导电干粉ECP600JD材料的高比表面积拥有强吸液功能，保证电池内阻不会因体积的变化而增加。本专利技术提供的一种高倍率锂离子电池正极浆料及其制备方法相对于现有技术而言，搅拌时间更短，搅拌更加均匀，且能有效提高锂离子电池正极的高倍率性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术制备工艺过程图；图2为实施例和对比例5C充电电压容量比率图；图3为实施例和对比例5C放电电压容量比率图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合附图和实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本专利技术，并非为了限制本专利技术。如图1，本专利技术提供一种高倍率锂离子电池浆料的制备方法，包括如下步骤：步骤a、混合浆料：将粘结剂和导电浆料进行搅拌均匀制得浆料混合物；步骤b、混合干粉：将活性物质和导电干粉进行搅拌均匀制得干粉混合物；步骤c、加溶剂搅拌：将浆料混合物和干粉混合物混合并加入溶剂搅拌均匀，得到高倍率锂离子电池浆料。本方法将具有分散功能的粘结剂与难分散的导电浆料预先搅拌混合分散，将容易混合的颗粒状固体活性物质、导电干粉混合在一起，再合并一起与溶剂搅拌混合。此种方法有利于使制得的锂离子电池正极浆料充分分散均匀，提高混合搅拌效率，使得搅拌均匀的同时减少搅拌所需要的时间。优选地，所述粘结剂为质量份数1.5～3份的PVDF(聚偏氟乙烯)粉末，所述导电浆料包括质量份数7.5～25份的CNT(碳纳米管)浆料和质量份数5～17份的石墨烯浆料，所述活性物质为质量份数92.5～97.5份的磷酸铁锂粉末，所述导电干粉包括质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高倍率锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤a、混合浆料：将粘结剂和导电浆料进行搅拌均匀制得浆料混合物；步骤b、混合干粉：将活性物质和导电干粉进行搅拌均匀制得干粉混合物；步骤c、加溶剂搅拌：将浆料混合物和干粉混合物混合并加入溶剂搅拌均匀，得到高倍率锂离子电池浆料。

【技术特征摘要】
1.一种高倍率锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤a、混合浆料：将粘结剂和导电浆料进行搅拌均匀制得浆料混合物；步骤b、混合干粉：将活性物质和导电干粉进行搅拌均匀制得干粉混合物；步骤c、加溶剂搅拌：将浆料混合物和干粉混合物混合并加入溶剂搅拌均匀，得到高倍率锂离子电池浆料。2.根据权利要求1所述高倍率锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为质量份数1.5～3份的聚偏氟乙烯粉末，所述导电浆料包括质量份数7.5～25份的碳纳米管浆料和质量份数5～17份的石墨烯浆料。3.根据权利要求1所述高倍率锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于，所述活性物质为质量份数92.5～97.5份的磷酸铁锂粉末，所述导电干粉包括质量份数0.3～1.5份的导电炭黑和质量份数0.2～1.5份的超导炭黑。4.根据权利要求1所述高倍率锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为质量份数43～97.5份的N-甲基吡咯烷酮。5.根据权利要求2所述高倍率锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管浆料为固含量4％～7...

【专利技术属性】
技术研发人员：何浩远，梁凯，陈小平，
申请(专利权)人：桑顿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43