一种硅负极材料三元锂电池的制浆方法技术

本发明专利技术公开了一种硅负极材料三元锂电池的制浆方法，所述负极材料包括SIO负极活性材料、导电剂SP、导电剂CNT、粘结剂CMC、粘结剂BAP、溶剂NMP以及去离子水，包括以下步骤：(1)将粘结剂加入去离子水中制备胶液，测量粘度与固含量至要求值后，抽真空，补充惰性气体至常压，静置9‑48h；(2)将负极活性材料分批与导电剂SP进行干混；(3)将步骤(1)的部分胶液、步骤(2)的干混料以及导电剂CNT依次分批加入搅拌机内，多次搅拌进行浸润、捏合，每次搅拌后刮浆，加入剩余胶液与溶剂NMP，多次搅拌进行稀释、分散，加入粘结剂BAP真空搅拌，测量温度、粘度以及固含至要求值后，出料。本发明专利技术具有优化材料分散工艺、提高产品质量一致性的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种硅负极材料三元锂电池的制浆方法
本专利技术涉及一种硅负极材料三元锂电池的制浆方法，属于锂电池

技术介绍
电池能量密度的提高有赖于新型正、负极材料的开发。在锂离子电池中，正极材料占据着重要的地位，其性能直接决定了最终电池产品的性能指标。钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等材料已经难以满足下一代新能源汽车对锂电池的要求。三元材料尤其是以高镍三元材料为主的正极材料，是目前以及今后五年内研发和产业化的主要趋势。高容量负极材料，特别是硅碳材料是目前最具备产业化的高容负极材料，国内国外已经开始批量使用。由于上述材料制成的电池性能高，对产品的制备方法由较高要求，因此有必要针对上述材料提供一种分散性好、一致性高的制浆方法，以用于提高产品质量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种可以优化材料分散工艺、提高产品质量一致性的硅负极材料三元锂电池的制浆方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种硅负极材料三元锂电池的制浆方法，所述负极材料包括SIO负极活性材料、导电剂SP、导电剂CNT、粘结剂CMC、粘结剂BAP、溶剂NMP以及去离子水，包括以下步骤：(1)将粘结剂加入去离子水中制备胶液，测量粘度与固含量至要求值后，抽真空，补充惰性气体至常压，静置9-48h；(2)将负极活性材料分批与导电剂SP进行干混；(3)将步骤(1)的部分胶液、步骤(2)的干混料以及导电剂CNT依次分批加入搅拌机内，多次搅拌进行浸润、捏合，每次搅拌后刮浆，加入剩余胶液与溶剂NMP，多次搅拌进行稀释、分散，加入粘结剂BAP真空搅拌，测量温度、粘度以及固含至要求值后，出料。进一步的，步骤(1)中抽真空以及步骤(3)中真空搅拌的真空度≤-90Kpa。进一步的，步骤(1)中采用惰性气体为N2。进一步的，制浆浆液出料温度控制在22±2℃。进一步的，制浆过程中控制内部温度不超过60℃。进一步的，制浆出料后如浆料内有气泡，需要真空除气泡。进一步的，步骤(3)中在测完粘度后在要求时间内没有安排打浆需升桶至闭合状态并以低真空(≤-0.03Mpa)慢速搅拌8rpm保存。本专利技术所达到的有益效果：本方法针对以SIO为活性物质的负极浆料，通过对浆料温度、粘度、固含量、细度等稳定性进行监测，以及通过合理设置加工工序，有效提高浆料的分散度以及减少水分引入，保证产品质量的一致性。附图说明图1是实施例1中胶液制备流程图；图2是实施例1中干混流程图；图3是实施例1中浆液制备流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1负极材料配方如下：SIO42076.35(重量)％，SP0.39(重量)％，CNT19.77(重量)％，CMC1.11(重量)％，SBR2.37(重量)％；溶剂NMP、去离子水。具体流程以及相关参数如表1以及图1-图3所示。表1实施例1流程及相关参数负极案1干混一次二次三次四次五次真室搅拌S420-B1350SP/kg1.81CNT90.63胶液/kg89158.57去离子水SBR10.88NMP3.5固含量166.6％66.6％51.7％51.7％51.5％51.5％搅拌/rpm5510-1010-2015分散/rpm-950950-950760时间/min5153030303030具体制备过程中技术要点：胶液制备：胶液粘度：10000±3000mpa.s，胶液固含量：(2.05±0.20)％；所有物料下料必须边下料边搅拌；粘度测试时需要选择合适的转子，确保张角在20％-80％范围之内；胶液制备结束后转移至中转桶后需要抽真空然后充氮气静置保存。粉料干混制备：负极主材加入干混罐中边搅拌边下料，完成后可以直接向搅拌机投料。浆料制备：浆料制备顺序为干混粉料向制备好的胶液中加入；浆料制备过程需要通过冷却水来平衡桶内温度，避免内部温度过高，确保过程温度不超过60℃；制浆完成，在测完粘度后如果五分钟以内没有安排打浆请升桶至闭合状态并以低真空(≤-0.03Mpa)慢速搅拌8rpm保存；制浆浆料出料温度控制在22±2℃；浆料出料后需要确认浆料是否有气泡，如果浆料有气泡，则需要开启真空以真空度≤-90Kpa公转反转15rpm，分散0rpm搅拌30min除气泡；浆料在真空搅拌状态下呆滞时间不得超过24h，无真空下搅拌不超过12小时，禁止不搅拌状态存放，如果超过规定时间则需要将此桶浆料重新放回制浆机上高速搅拌半个小时出料。浆料出料后测试浆料粘度合格后浆料可以正常下转，固含量测试结果作为参考并做好记录；如果浆料粘度测试不合格，则需等固含量结果出来并合格后才能下转，否则需要上报处理。采用上述工艺制成的锂电池具有高安全性(单体通过GBT31485安全要求)；长寿命(+0.5C/-1C@25℃循环1500次以上，容量保持率80％)；高比能量(单只电池能量密度达到300Wh/Kg以上)；快充性能(满足30min充电量80％)；优良的低温性能(+0.5C/-1C@-20℃放电容量保持率92％以上)；以及电池一致性成组率达到97％以上。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅负极材料三元锂电池的制浆方法，其特征是，所述负极材料包括SIO负极活性材料、导电剂SP、导电剂CNT、粘结剂CMC、粘结剂BAP、溶剂NMP以及去离子水，包括以下步骤：(1)将粘结剂加入去离子水中制备胶液，测量粘度与固含量至要求值后，抽真空，补充惰性气体至常压，静置9‑48h；(2)将负极活性材料分批与导电剂SP进行干混；(3)将步骤(1)的部分胶液、步骤(2)的干混料以及导电剂CNT依次分批加入搅拌机内，多次搅拌进行浸润、捏合，每次搅拌后刮浆，加入剩余胶液与溶剂NMP，多次搅拌进行稀释、分散，加入粘结剂BAP真空搅拌，测量温度、粘度以及固含至要求值后，出料。

【技术特征摘要】
1.一种硅负极材料三元锂电池的制浆方法，其特征是，所述负极材料包括SIO负极活性材料、导电剂SP、导电剂CNT、粘结剂CMC、粘结剂BAP、溶剂NMP以及去离子水，包括以下步骤：(1)将粘结剂加入去离子水中制备胶液，测量粘度与固含量至要求值后，抽真空，补充惰性气体至常压，静置9-48h；(2)将负极活性材料分批与导电剂SP进行干混；(3)将步骤(1)的部分胶液、步骤(2)的干混料以及导电剂CNT依次分批加入搅拌机内，多次搅拌进行浸润、捏合，每次搅拌后刮浆，加入剩余胶液与溶剂NMP，多次搅拌进行稀释、分散，加入粘结剂BAP真空搅拌，测量温度、粘度以及固含至要求值后，出料。2.根据权利要求1所述的一种硅负极材料三元锂电池的制浆方法，其特征是，步骤(1)中抽真...

【专利技术属性】
技术研发人员：李菊香，郑春龙，刘小四，杨韩琪，刘涛，
申请(专利权)人：江苏天鹏电源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32