负极浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了负极浆料及其制备方法和应用，所述方法包括：(1)将负极活性材料、导电剂和第一粘结剂混合搅拌，以便得到粉料混合物；(2)将所述粉料混合物与水混合搅拌，所述混合搅拌的公转速度为15‑30转/分钟，自转速度为0‑700转/分钟，时间为120‑150分钟；(3)对步骤(2)所得产品进行分散搅拌，所述分散搅拌的公转速度为20‑30转/分钟，自转速度为1000‑2000转/分钟，时间为20‑40分钟，以便得到负极浆料。本发明专利技术可以实现大分子量粘结剂的负极浆料的制备，同时工艺时间短效率高，浆料品质优良。

【技术实现步骤摘要】
负极浆料及其制备方法和应用
本专利技术属锂离子电池
，具体涉及一种负极浆料及其制备方法和应用。
技术介绍
新能源汽车市场的发展，带来了锂离子动力电池的旺盛需求，同时也带来了激烈的行业及产品竞争。锂离子动力电池生产过程，电极段匀浆涂布工序是工艺设计和生产过程的重要环节，极片的质量对整个电池性能有着决定作用，匀浆涂布工序的生产和物料成本在电池总成本占比最高。因此提高匀浆涂布效率是整个电池制造最重要的一环。相对于湿法匀浆搅拌工艺(后面简称湿法工艺)，干法匀浆搅拌工艺(后面简称干法工艺)设备投入少，工艺时间短，整体成本和效率优势明显，行业内都在大力推广使用。干法工艺相对于湿法工艺的差异和特点是粘结剂不单独制胶，这就需要干法工艺要有充足的时间保证粘结剂溶解。但是不同的浆料配方使用不同的粘结剂，高分子量的粘结剂需要更长的时间进行溶解，导致匀浆时间过长，失去干法工艺本身的效率和成本优势。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种负极浆料及其制备方法和应用，可以实现大分子量粘结剂的负极浆料的制备，同时工艺时间短效率高，浆料品质优良。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备负极浆料的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：(1)将负极活性材料、导电剂和第一粘结剂混合搅拌，以便得到粉料混合物；(2)将所述粉料混合物与水混合搅拌，所述混合搅拌的公转速度为15-30转/分钟，自转速度为0-700转/分钟，时间为120-150分钟；(3)对步骤(2)所得产品进行分散搅拌，所述分散搅拌的公转速度为20-30转/分钟，自转速度为1000-2000转/分钟，时间为20-40分钟，以便得到负极浆料。根据本专利技术实施例的制备负极浆料的方法，该方法采用一次性投入全部溶剂+低自转线速度长时间搅拌+高自转线速度短时间搅拌相结合的干法搅拌工艺，可以实现大分子量粘结剂(例如CMC)的负极浆料(例如石墨体系浆料)制备，同时工艺时间短效率高，浆料品质优良，不会出现浆料过筛困难、沉降、浆料表面张力大等问题。同时，该方法还适用于小分子量粘结剂的负极浆料的制备。另外，根据本专利技术上述实施例的制备负极浆料的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，在将所述粉料混合物与水混合搅拌之前，预先将所述粉料混合物与水进行浸润预混搅拌，所述浸润预混搅拌的公转速度为10-20转/分钟，时间为5-10分钟。由此，为粉料浸润，防止后续步骤中高转速自转造成粉料飞溅。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述混合搅拌的公转速度为15-30转/分钟，自转速度为0-500转/分钟，时间为15-30分钟。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)过程中进行抽真空，相对真空度不大于-85Kpa。由此，避免制备的浆料中产生气泡。在本专利技术的一些实施例中，所述方法进一步包括：(4)将步骤(3)所得负极浆料与第二粘结剂混合搅拌，所述混合搅拌的公转速度为10-25转/分钟，自转速度为0-1000转/分钟，时间为10-30分钟。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(4)过程中进行抽真空，相对真空度不大于-85Kpa。由此，避免制备的浆料中产生气泡。在本专利技术的一些实施例中，所述方法进一步包括：(5)将步骤(3)所得负极浆料的粘度调节至3000-5000cps。在本专利技术的一些实施例中，所述方法进一步包括：(6)对步骤(5)所得负极浆料进行抽真空稳定，相对真空度不大于-85Kpa。由此，避免制备的浆料中产生气泡。在本专利技术的一些实施例中，所述第一粘结剂为羧甲基纤维素钠。在本专利技术的一些实施例中，所述负极活性材料选自人造石墨、复合石墨、天然石墨、硅碳、氧化亚硅、中间相碳微球、软碳和硬碳中的至少之一。在本专利技术的一些实施例中，所述导电剂选自SP、碳纳米管和石墨烯中的至少之一。在本专利技术的一些实施例中，所述负极活性材料、导电剂、第一粘结剂和水的质量比为100:(0.5-2):(1-2):(80-110)。在本专利技术的一些实施例中，所述第二粘结剂选自SBR、LA132和LA133中的至少之一。在本专利技术的一些实施例中，所述负极活性材料、导电剂、第一粘结剂、第二粘结剂和水的质量比为100:(0.5-2):(1-2):(1-2):(80-110)。在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种负极浆料。根据本专利技术的实施例，所述负极浆料是采用以上实施例所述的方法制备得到的。由此，该负极浆料品质优良，不会出现浆料过筛困难、沉降、浆料表面张力大等问题。在本专利技术的第三个方面，本专利技术提出了一种锂离子电池，所述锂离子电池具有以上实施例所述的负极浆料。由此，提高了锂离子电池的比容量和循环稳定性。在本专利技术的第四个方面，本专利技术提出了一种电动汽车，所述电动汽车具有以上实施例所述的锂离子电池。由此，该电动汽车具有优异的续航能力，从而满足消费者的使用需求。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的制备负极浆料方法的流程图。图2是根据本专利技术再一个实施例的制备负极浆料方法的流程图。图3是实施例1的负极浆料的过筛过程示意图。图4是实施例1的负极浆料的涂布效果图。图5是对比例1的负极浆料的过筛过程示意图。图6是对比例1的负极浆料的涂布效果图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术是基于专利技术人的以下认识和发现而完成的：负极粘结剂羧甲基纤维素钠(CMC)有不同的规格型号，分子量和取代度的不同导致溶解性不同，取代度越小分子量越大，其对应的溶解性越差。取代度可以测试得出，分子量一般通过25摄氏度条件下1％水溶液粘度数据表征，粘度越大代表分子量越大。以MAC800、CMC2800、CMC2500三种规格CMC对比，取代度分别约为0.65、0.90和0.84；1％水溶液粘度分别为8670mPa.s、3730mPa.s和3200mPa.s。从目前常见的应用于锂离子电池的CMC规格中，MAC800取代度最小且分子量最大，其对应的溶解性最差，普通的干法工艺就很难完成匀浆。主要原因是分子量过高需要更长时间的溶解，同时CMC若进行长时间剪切会导致分子链定向有序排列，进而失去悬浮增稠的作用；若不能充分溶解也不能充分发挥悬浮增稠的作用。两种情况产生矛盾体，容易导致浆料过筛困难、沉降、浆料表面张力大等问题，进而使涂布异常。有鉴于此，在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备负极浆料的方法，其特征在于，包括：/n(1)将负极活性材料、导电剂和第一粘结剂混合搅拌，以便得到粉料混合物；/n(2)将所述粉料混合物与水混合搅拌，所述混合搅拌的公转速度为15-30转/分钟，自转速度为0-700转/分钟，时间为120-150分钟；/n(3)对步骤(2)所得产品进行分散搅拌，所述分散搅拌的公转速度为20-30转/分钟，自转速度为1000-2000转/分钟，时间为20-40分钟，以便得到负极浆料。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备负极浆料的方法，其特征在于，包括：
(1)将负极活性材料、导电剂和第一粘结剂混合搅拌，以便得到粉料混合物；
(2)将所述粉料混合物与水混合搅拌，所述混合搅拌的公转速度为15-30转/分钟，自转速度为0-700转/分钟，时间为120-150分钟；
(3)对步骤(2)所得产品进行分散搅拌，所述分散搅拌的公转速度为20-30转/分钟，自转速度为1000-2000转/分钟，时间为20-40分钟，以便得到负极浆料。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述粉料混合物与水混合搅拌之前，预先将所述粉料混合物与水进行浸润预混搅拌，所述浸润预混搅拌的公转速度为10-20转/分钟，时间为5-10分钟；
任选地，在步骤(1)中，所述混合搅拌的公转速度为15-30转/分钟，自转速度为0-500转/分钟，时间为15-30分钟；
任选地，在步骤(3)过程中进行抽真空，相对真空度不大于-85Kpa。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(4)将步骤(3)所得负极浆料与第二粘结剂混合搅拌，所述混合搅拌的公转速度为10-25转/分钟，自转速度为0-1000转/分钟，时间为10-30分钟；
任选地，在步骤(4)过程中进行抽真空，相对真空度不大于-85Kpa。


4.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗达，吉星，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32