一种锂离子电池正极浆料的匀浆方法技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池正极浆料的匀浆方法，步骤如下：S1、使用自动下料系统，将正极活性物质、导电剂干粉、粘结剂干粉按照配比逐一下料至双行星搅拌机中进行粉体预混合得到干粉混合料；S2、将溶剂分成两份，在步骤S1制成的干粉混合料中按配比加入导电剂浆料和一份溶剂，进行第一次混合得到半成品浆料；S3、开启高速混合机，将步骤S2得到的半成品浆料和另一份溶剂输入高速混合机中进行高速混合分散，将混合完成后的浆料打入A循环罐中；S4、将A循环罐中的浆料再次输入高速混合机中进行高速混合分散，混合完成后的浆料打入B循环罐中。本发明专利技术中同时使用双行星搅拌机和高速混合机，可提高浆料分散均匀性，浆料颗粒度一致性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极浆料的匀浆方法
本专利技术属于锂离子电池生产制造
，具体涉及一种锂离子电池正极浆料的匀浆方法。
技术介绍
随着节能减排，保护环境等热点话题持续发酵，新能源汽车技术在近两年快速发展，各大整车厂在新能源汽车领域快速布局，而作为新能源汽车的三大核心零部件之一的锂离子动力电池也在飞速发展。近两年各大动力电池厂产能均有较大的突破，在这百轲争流的竞争环境下，降本增效成为动力电池行业的一个热点话题。在锂离子动力电池生产制造中，匀浆是第一道工序，既直接决定锂离子电池的性能，也影响着电芯制造的成本。如何在较短的时间搅拌出流变性能适合涂布，粘度一致性好，浆料稳定性高的正负极浆料，提高生产效率，降低成本是行业内从业人员一直在思考的问题。专利技术专利CN107910546A公开了一种导电胶正极匀浆工艺，此种工艺采用将粘结剂溶解于部分溶剂中形成胶液，再将导电碳加入以上胶液中搅拌形成导电胶，然后将主材加入以上导电胶中搅拌，最后加入剩余的溶剂搅拌形成目标固含量和粘度的浆料。此方法的缺点是：从投料到出料时间超过10h，生产效率及设备利用率非常低下，在大批量生产时，需要采购大量的搅拌机才能满足产能需求，因此设备投入成本及占地面积也非常大。专利技术专利CN110600671A公开了一种配料工艺锂离子电池电极浆料半干法配料工艺，将部分粘结剂制成胶液，然后同时将粘结剂干粉和粘结剂胶液分别分成N等分逐步加入到主材和导电剂干粉中。然此匀浆方法存在以下缺点：(1)操作步骤繁琐，至少有15次以上加料和参数设置等的操作，员工操作极易出现失误，不利于正常量产中使用；(2)将粘结剂分为粉体和胶液两种形态，且采用多次加入的方法；对设备计量系统要求极高，且过程中的累积误差会逐步加大，导致实际下料重量和理论下料重量偏差增大；(3)匀浆时间长，整个过程至少需要300min，不利于高效生产，且电费等运营成本增加；(4)浆料粘度一致性差，粘结剂分多步加入，导致游离的粘结剂的量不稳定，出料粘度会出现波动大的情况。专利技术专利CN103268931B公开了一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统，此工艺将粉料按照配比的流量逐步加入到双螺杆挤出机中，实现加料的同时在线出料。极大的缩短了匀浆时间，提高了匀浆效率。此种方法的缺点是：(1)匀浆时间过短，粉料从进螺杆到出螺杆约10min左右。粉体被液体浸润时间不充足，导致浆料一致性差；导电剂和粘结剂包覆主材的时间不充足，导致浆料容易出现团聚；(2)浆料出料的粘度受双螺杆的转速影响非常大，同时受原材料来料参数影响大，且原材料来料数据会出现一定的波动；故不同批次的原材料制成的浆料粘度波动大；(3)此种设备在间断生产时浆料损耗巨大，当生产停止时双螺杆挤出机中会有大量的浆料填充残留，不能排出；当清洗完的双螺杆挤出机再次开机时也需要大量的浆料填充。专利技术专利CN110265624A公开了一种锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下步骤：S1、将正极活性材料、导电剂和粘接剂混合并搅拌分散，得到混合物；S2、将溶剂分成至少两份，并分批倒入所述混合物中搅拌，得到粗混浆料；S3、将所述粗混浆料高速搅拌，得到精混浆料。此方法缺点是：所有的溶剂均在双行星搅拌机中加完，高速分散搅拌机是类似双行星搅拌机的大容量搅拌机，采用的是所有的物料加进去高速搅拌，会造成混料不均匀的问题，浆料颗粒度不一致。
技术实现思路
为了克服现有技术中的问题，本申请提供一种匀浆效率高，运营成本低，浆料一致性好、稳定性高的锂离子电池正极浆料的匀浆方法。为了实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种锂离子电池正极浆料的匀浆方法，包括如下步骤：S1、使用自动下料系统，将正极活性物质、导电剂干粉、粘结剂干粉按照配比逐一下料至双行星搅拌机中进行粉体预混合得到干粉混合料；S2、将溶剂分成两份，在步骤S1制成的干粉混合料中按配比加入导电剂浆料和一份溶剂，仍采用双行星搅拌机进行第一次混合得到半成品浆料；S3、开启高速混合机，将步骤S2得到的半成品浆料和另一份溶剂输入高速混合机中进行高速混合分散，将混合完成后的浆料打入A循环罐中；S4、将A循环罐中的浆料再次输入高速混合机中进行高速混合分散，混合完成后的浆料打入B循环罐中。进一步地，步骤S1中双行星搅拌机公转速度为13～17rpm，分散线速度为10～17m/min，搅拌时间为15～30min。进一步地，步骤S2中双行星搅拌机公转速度为13～17rpm，分散线速度为1～10m/min，搅拌时间为30～60min。进一步地，步骤S3和S4中高速混合机的转速均为3000～6000rpm，线速度为25～70m/s，流量为30～60L/min。进一步地，步骤S2中首先将溶剂分成质量百分数为50％～70％和30％～50％的两份；步骤S2中加入占溶剂总量的50％～70％的一份，步骤S3中加入占溶剂总量的30％～50％的一份。进一步地，步骤S3中溶剂加入量为溶剂总量的30％～50％。进一步地，所述步骤S2中半成品浆料的固含量78～85％。进一步地，所述步骤S3中混合后的浆料固含量为70～75％。进一步地，步骤S3中使用螺杆机将半成品浆料和溶剂输入高速混合机中。进一步地，步骤S4中使用螺杆泵将A循环罐中的浆料再次输入高速混合机中。进一步地，还包括以下步骤：S5、对B循环罐中的浆料缓慢搅拌抽真空脱泡后进行性能检测，不合格则重复步骤S3、步骤S4的高速混合机的混合分散过程，直至合格后出料至中转罐中。所述正极活性物质的种类没有特别地限定，可以为本领域常用的各种正极活性物质。优选地，所述正极活性材料为镍钴锰酸锂(NCM)或磷酸铁锂(LFP)。所述正极导电剂可以为锂离子电池中常用的各种正极导电剂，例如，Super-P(小颗粒导电炭黑)、石墨、乙炔黑、碳纤维、碳纳米管(CNT)、羰基镍粉、铜粉、铁粉、锌粉和铝粉中的一种或多种。优选地，所述正极导电剂为Super-P和碳纳米管的混合物。所述正极粘结剂的种类和含量可以为本领域的常规选择，例如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯酸(PAA)、羧甲基纤维素钠(CMC)和聚乙烯(PE)中的至少一种。优选地，所述正极粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)。所述溶剂的种类没有特别地限定，可以为本领域常用的各种溶剂。优选地，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术的匀浆时间较短，匀浆效率大大提高，同时利用双行星搅拌机和高速混合机，A循环罐，高速混合机，B循环罐的循环分散过程，使用1500L的罐子，流量为50L/min，一次循环只需要30min，两次只需要60min，加上双行星搅拌机运行的1.5h左右，总共的时间可以控制在3-3.5h，大大降低了匀浆时间，提高了匀浆效率，每台机器可实现制备正极浆料700kg/h以上。(2)本专利技术中浆料和溶剂在进入高速混合机之前会有一个重量计量，存在一个千分之三到千分之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极浆料的匀浆方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、使用自动下料系统，将正极活性物质、导电剂干粉、粘结剂干粉按照配比逐一下料至双行星搅拌机中进行粉体预混合得到干粉混合料；/nS2、将溶剂分成两份，在步骤S1制成的干粉混合料中按配比加入导电剂浆料和一份溶剂，仍采用双行星搅拌机进行第一次混合得到半成品浆料；/nS3、开启高速混合机，将步骤S2得到的半成品浆料和另一份溶剂输入高速混合机中进行高速混合分散，将混合完成后的浆料打入A循环罐中；/nS4、将A循环罐中的浆料再次输入高速混合机中进行高速混合分散，混合完成后的浆料打入B循环罐中。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极浆料的匀浆方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、使用自动下料系统，将正极活性物质、导电剂干粉、粘结剂干粉按照配比逐一下料至双行星搅拌机中进行粉体预混合得到干粉混合料；
S2、将溶剂分成两份，在步骤S1制成的干粉混合料中按配比加入导电剂浆料和一份溶剂，仍采用双行星搅拌机进行第一次混合得到半成品浆料；
S3、开启高速混合机，将步骤S2得到的半成品浆料和另一份溶剂输入高速混合机中进行高速混合分散，将混合完成后的浆料打入A循环罐中；
S4、将A循环罐中的浆料再次输入高速混合机中进行高速混合分散，混合完成后的浆料打入B循环罐中。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的匀浆方法，其特征在于，步骤S1中双行星搅拌机公转速度为13～17rpm，分散线速度为10～17m/min，搅拌时间为15～30min。


3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的匀浆方法，其特征在于，步骤S2中双行星搅拌机公转速度为13～17rpm，分散线速度为1～10m/min，搅拌时间为30～60min。


4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的匀浆方法，其特征在于，步骤S3和S4中高速...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈慧，郭彬彬，
申请(专利权)人：桑顿新能源科技长沙有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43