一种高能量锂电池负极浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高能量锂电池负极浆料，涉及锂电池生产技术领域，主要为了解决现有负极浆料粘度较差，在涂抹浆料时不够均匀，直接影响到电池的性能的问题；包括以下原料：负极活性物质、导电剂、粘结剂、消泡剂、高聚物添加剂、助分散添加剂、增稠剂、阻燃剂、缓冲液、余量为溶剂，本发明专利技术还公开了所述高能量锂电池负极浆料的制备方法，本发明专利技术采用的高聚物添加剂具有离子导电性，可以增强负极材料的离子导电性，降低电荷转移电阻，可以提高锂离子电池的倍率性能；本发明专利技术通过增稠剂组合添加，保证了各种组分充分发挥作用，增稠剂在长时间放置过程中保持分子结构的稳定性，使浆料性能稳定，不结块、不沉降。

A Negative Paste for High Energy Lithium Batteries and Its Preparation Method

The invention discloses a high-energy negative paste for lithium battery, which relates to the technical field of lithium battery production. It mainly solves the problem that the viscosity of the existing negative paste is poor and the paste is not uniform enough to directly affect the performance of the battery, including the following raw materials: negative active material, conductive agent, binder, defoamer, polymer additive, dispersant additive and thickener. The invention also discloses the preparation method of the negative paste for high energy lithium battery. The polymer additive used in the invention has ionic conductivity, can enhance the ionic conductivity of the negative material, reduce the charge transfer resistance, and can improve the multiplier performance of the lithium ion battery. The invention guarantees the multiplier performance of the lithium ion battery by adding a combination of thickeners. Components play a full role. Thickener keeps the stability of molecular structure during long time storage, so that slurry has stable performance, no caking and no sedimentation.

【技术实现步骤摘要】
一种高能量锂电池负极浆料及其制备方法
本专利技术涉及锂电池生产
，具体是一种高能量锂电池负极浆料及其制备方法。
技术介绍
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。锂电池的负极浆料主要包括活性材料、导电剂、粘合剂与其它添加剂，粘合剂作为负极浆料的一部分，能够使负极活性物质更均匀的粘结在一起，有利于提高电池的循环性能，同时使浆料具有粘度并进行均匀的涂抹，但是现有技术中由于电池负极浆料中粘合剂无法达到预期效果，稳定性较差，导致生产的负极浆料粘度较差，因此在涂抹浆料时不够均匀，直接影响到电池的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高能量锂电池负极浆料及其制备方法，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高能量锂电池负极浆料，包括以下按照重量百分比的原料：负极活性物质40-46%、导电剂0.2-0.6%、粘结剂1-3%、消泡剂0.2-0.4%、高聚物添加剂2-6%、助分散添加剂2-4%、增稠剂0.6-1%、阻燃剂1-3%、缓冲液5-10%、余量为溶剂。在上述技术方案的基础上，本专利技术还提供以下可选技术方案：在一种可选方案中：包括以下按照重量百分比的原料：负极活性物质41-45%、导电剂0.3-0.5%、粘结剂1.5-2.5%、消泡剂0.25-0.35%、高聚物添加剂3-5%、助分散添加剂2.5-3.5%、增稠剂0.7-0.9%、阻燃剂1.5-2.5%、缓冲液6-9%、余量为溶剂。在一种可选方案中：包括以下按照重量百分比的原料：负极活性物质43%、导电剂0.4%、粘结剂2%、消泡剂0.3%、高聚物添加剂4%、助分散添加剂3%、增稠剂0.8%、阻燃剂2%、缓冲液8%、余量为溶剂。在一种可选方案中：所述负极活性物质为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球中的一种或多种。在一种可选方案中：所述导电剂为导电碳黑、导电石墨、石墨烯、乙炔黑、导电纤维、碳纳米管中的一种或多种。在一种可选方案中：所述粘结剂为海藻酸钠，所述消泡剂为碳酸乙烯酯EC、乙醇和异丙醇中的一种。在一种可选方案中：所述高聚物添加剂为烷烃、烯烃、芳香烃中的一种，所述助分散添加剂包括吐温80与司盘60，其中吐温80与司盘60的质量比为(0.8-1.6):1。在一种可选方案中：所述增稠剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和甲壳素按照质量比为1:1:2:2:1混合而成，所述阻燃剂为磷酸三苯酯和四溴苯酐，磷酸三苯酯和四溴苯酐的质量比为3:1。在一种可选方案中：所述缓冲液由乙酸-乙酸钠缓冲溶液、柠檬酸-氢氧化钠缓冲溶液、磷酸二氢钠-氢氧化钠缓冲溶液按照质量比为1:2:1混合，所述溶剂为去离子水。在一种可选方案中：所述高能量锂电池负极浆料的制备方法，步骤如下：1）按配比称取各原料；2）将负极活性物质、导电剂、粘结剂、高聚物添加剂按量加入高捏合行星搅拌机中预混，搅拌速度为公转6-10r/min，搅拌时间为10-45分钟，得到混合物A；3）将溶剂均分为三份，取一份溶剂同增稠剂一同放入搅拌罐中，搅拌10-30min，配制得到增稠剂溶液；4）取一份溶剂与消泡剂、助分散添加剂混合，调整搅拌机搅拌转速为600-700r/min，连续搅拌120-180min，使消泡剂、助分散添加剂充分溶解分散，得到混合物B；5）将剩余的一份溶剂与二分之一的混合物A进行混合，然后将缓冲液加热至45-60℃并加入混合，调整公转转速为20-30r/min，自转转速为1800-2000r/min，连续搅拌60-90min，得到混合物C；6）将增稠剂溶液、剩余混合物A、混合物B和混合物C混合，连续搅拌180-200min，搅拌过程中采用超声波对浆料进行处理，提高浆料混合的均匀性，从而得到所需负极浆料。相较于现有技术，本专利技术的有益效果如下：1、采用吐温80与司盘60的混合物作为助分散添加剂溶入溶剂中，提高了固态粉料在溶剂中的分散性能；2、采用的高聚物添加剂具有离子导电性，可以增强负极材料的离子导电性，降低电荷转移电阻，可以提高锂离子电池的倍率性能；且具有一定的柔韧性，在负极活性材料表面形成一层保护包覆层，可以缓解负极活性材料在充放电过程中发生的体积效应，改善锂离子电池的循环性能；3、本专利技术通过增稠剂组合添加，保证了各种组分充分发挥作用，增稠剂在长时间放置过程中保持分子结构的稳定性，使浆料性能稳定，不结块、不沉降；将增稠剂组合后的用量大大降低，在保证浆料稳定性的同时，还提高了负极活性物质含量，保证了锂离子电池的基本性能同时，减少了增稠剂的用量，提高锂离子电池的体积比容量。具体实施方式以下实施例会对本专利技术进行详述，本专利技术所列举的各实施例仅用以说明本专利技术，并非用以限制本专利技术的范围。对本专利技术所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本专利技术的精神与范围。实施例1本专利技术实施例中，一种高能量锂电池负极浆料,包括以下按照重量百分比的原料：负极活性物质40%、导电剂0.2%、粘结剂1%、消泡剂0.2%、高聚物添加剂2%、助分散添加剂2%、增稠剂0.6%、阻燃剂1%、缓冲液5%、余量为溶剂。其中，所述负极活性物质为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球按质量比为1:2:1构成。所述导电剂为导电碳黑、导电石墨、石墨烯、乙炔黑、导电纤维、碳纳米管按照质量比为1:1:1:1:1:1构成。所述粘结剂为海藻酸钠，所述消泡剂为碳酸乙烯酯EC。所述高聚物添加剂为烷烃，所述助分散添加剂包括吐温80与司盘60，其中吐温80与司盘60的质量比为0.8:1。所述增稠剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和甲壳素按照质量比为1:1:2:2:1混合而成，所述阻燃剂为磷酸三苯酯和四溴苯酐，磷酸三苯酯和四溴苯酐的质量比为3:1。所述缓冲液由乙酸-乙酸钠缓冲溶液、柠檬酸-氢氧化钠缓冲溶液、磷酸二氢钠-氢氧化钠缓冲溶液按照质量比为1:2:1混合，所述溶剂为去离子水。本实施例中，所述高能量锂电池负极浆料的制备方法，步骤如下：1）按配比称取各原料；2）将负极活性物质、导电剂、粘结剂、高聚物添加剂按量加入高捏合行星搅拌机中预混，搅拌速度为公转6r/min，搅拌时间为10分钟，得到混合物A；3）将溶剂均分为三份，取一份溶剂同增稠剂一同放入搅拌罐中，搅拌10min，配制得到增稠剂溶液；4）取一份溶剂与消泡剂、助分散添加剂混合，调整搅拌机搅拌转速为600r/min，连续搅拌120min，使消泡剂、助分散添加剂充分溶解分散，得到混合物B；5）将剩余的一份溶剂与二分之一的混合物A进行混合，然后将缓冲液加热至45℃并加入混合，调整公转转速为20r/min，自转转速为1800r/min，连续搅拌60min，得到混合物C；6）将增稠剂溶液、剩余混合物A、混合物B和混合物C混合，连续搅拌180min，搅拌过程中采用超声波对浆料进行处理，提高浆料混合的均匀性，从而得到所需负极浆料。实施例2本专利技术实施例中，一种高能量锂电池负极浆料,包括以下按照重量百分比的原料：负极活性物质43%、导电剂0.4%、粘结剂2%、消泡剂0.3%、高聚物添加剂4%、助分散添加剂3%、增稠剂0.8%、阻燃剂2%、缓冲液8%、余量为溶剂。其中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高能量锂电池负极浆料，其特征在于，包括以下按照重量百分比的原料：负极活性物质40‑46%、导电剂0.2‑0.6%、粘结剂1‑3%、消泡剂0.2‑0.4%、高聚物添加剂2‑6%、助分散添加剂2‑4%、增稠剂0.6‑1%、阻燃剂1‑3%、缓冲液5‑10%、余量为溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种高能量锂电池负极浆料，其特征在于，包括以下按照重量百分比的原料：负极活性物质40-46%、导电剂0.2-0.6%、粘结剂1-3%、消泡剂0.2-0.4%、高聚物添加剂2-6%、助分散添加剂2-4%、增稠剂0.6-1%、阻燃剂1-3%、缓冲液5-10%、余量为溶剂。2.根据权利要求1所述的高能量锂电池负极浆料，其特征在于，包括以下按照重量百分比的原料：负极活性物质43%、导电剂0.4%、粘结剂2%、消泡剂0.3%、高聚物添加剂4%、助分散添加剂3%、增稠剂0.8%、阻燃剂2%、缓冲液8%、余量为溶剂。3.根据权利要求2所述的高能量锂电池负极浆料，其特征在于，所述负极活性物质为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的高能量锂电池负极浆料，其特征在于，所述导电剂为导电碳黑、导电石墨、石墨烯、乙炔黑、导电纤维、碳纳米管中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的高能量锂电池负极浆料，其特征在于，所述粘结剂为海藻酸钠，所述消泡剂为碳酸乙烯酯EC、乙醇和异丙醇中的一种。6.根据权利要求1所述的高能量锂电池负极浆料，其特征在于，所述高聚物添加剂为烷烃、烯烃、芳香烃中的一种，所述助分散添加剂包括吐温80与司盘60，其中吐温80与司盘60的质量比为(0.8-1.6):1。7.根据权利要求1所述的高能量锂电池负极浆料，其特征在于，所述增稠剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸、羧甲基纤维素、羧甲基纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：周翔升，王艺璇，李知远，王磊，渐彬彬，王珂，袁伟，
申请(专利权)人：枣庄市产品质量监督检验所，
类型：发明
国别省市：山东,37