一种负极浆料的制备方法及负极浆料技术

本发明专利技术公开了一种负极浆料的制备方法及负极浆料。所述方法包括以下步骤：(1)将负极活性物质、导电剂粉末和水混合，得到润湿浆料；(2)分三步加入增稠剂粉末；(3)加入水，搅拌，获得预设固含量的浆料；(4)加入粘结剂的水溶液，搅拌，得到负极浆料。本发明专利技术的方法进行负极浆料制备前无需进行胶液的制备工序，能够满足浆料的制备效果，浆料粘度合适、稳定性较好，细度合适，过滤顺畅，同时可以降低浆料制备系统的设备成本、占地面积，可以大大缩短浆料制备的总时长，以及减少人工成本。以及减少人工成本。以及减少人工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种负极浆料的制备方法及负极浆料


[0001]本专利技术涉及电化学
，涉及一种负极浆料的制备方法及负极浆料。

技术介绍

[0002]对于锂离子电池，负极活性物质一般采用石墨，而目前锂离子电池负极浆料的制备工艺大概分为两种：(1)湿法混料工艺，基本过程为制备胶液—加入导电剂混合—加入活性物质混合—加入SBR混合，这是目前国内的主流工艺。(2)干法混料工艺，基本过程为制备胶液备用—先将活性物质、导电剂干粉混合—加入适量胶液润湿—加入溶剂分散破碎—稀释调节粘度—加入SBR混合。例如CN109638287A公开了一种负极浆料的制备方法，其先在搅拌下，将羧甲基纤维素钠和去离子水混合，然后消泡静置，制得羧甲基纤维素钠胶液；然后再采用羧甲基纤维素钠胶液与活性物质、导电剂和丁苯胶乳等混合制备负极浆料。又如CN108281617A公开了一种负极浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤a)：先将CMC和分散剂与60％～70％的水混合搅拌制得胶液；步骤b)：将所述胶液与负极活性物质混合后再与20％～25％的水混合搅拌得到浆料中间产物；步骤c)将所得浆料中间产物与第二粘结剂和剩余量的水混合搅拌得到所述负极浆料；其中，步骤a)～步骤c)所用水的总量为配方量用水。
[0003]上述两种负极浆料制备工艺的共同特点是，浆料制备前需要提前制备胶液，而制备胶液的时间一般在4～8h。而在浆料制备过程中，将胶液加入到活性物质、导电剂混合的干粉中时，由于胶液粘度较高，会导致搅拌过程中需要较长时间进行分散均匀。另外，在产线大型设备浆料制备系统中，胶液自动加料过程中，胶液长期通过管道运输会在管道壁上形成堆积，清洁困难。
[0004]因而，开发一种无需胶液的负极浆料的制备方法，在负极浆料的制备过程中取消胶液制备的工序，同时能够满足浆料的制备效果，则可以降低浆料制备系统的设备成本、占地面积，同时可以大大缩短浆料制备的总时长，以及减少人工成本，具有重要的研究意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种负极浆料的制备方法及负极浆料。
[0006]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种负极浆料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)将负极活性物质、导电剂粉末和水混合，得到润湿浆料；
[0009](2)分三步加入增稠剂粉末；
[0010](3)加入水，搅拌，获得预设固含量的浆料；
[0011](4)加入粘结剂的水溶液，搅拌，得到负极浆料。
[0012]本专利技术的方法通过先制备负极活性物质和导电剂的润湿浆料，再分步加入增稠剂粉末，消除了常规工艺中加入粘度较高的增稠剂胶液搅拌分散较为困难的问题，其中，分步
加入增稠剂粉末是非常关键的，通过分三步加入增稠剂粉末，每加入一次增稠剂粉末，经过较短的时间溶剂水即可对增稠剂粉末进行润湿，有利于后续的溶解过程，配合后续的加水调节至预设固含量，在保证浆料良好的分散均匀性和稳定性的同时满足了负极浆料的涂布要求。
[0013]增稠剂的水溶液的粘度高、稳定性好，但是直接配制增稠剂的胶液用于制备负极浆料可能导致前述分散时间长的问题，以及胶液加料堆积难清理的问题；而粘结剂的水乳液粘度较小。本专利技术的方法采用增稠剂和粘结剂配合使用对负极浆料进行增稠、增粘的同时获得良好的分散性，这两种物质的添加状态和时机的控制是重要的，通过预先将增稠剂以粉末态分步加入，并在获得合适固含量之后加入粘度相对较小的粘结剂的水溶液，可以使负极浆料具有良好的粘性、分散性，并能更好地适用于石墨负极活性物质，获得良好的涂布性能。
[0014]本专利技术的方法进行负极浆料制备前无需进行胶液的制备工序，能够满足浆料的制备效果，同时可以降低浆料制备系统的设备成本、占地面积，可以大大缩短浆料制备的总时长，以及减少人工成本。
[0015]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0016]优选地，步骤(1)所述负极活性物质的粒径D50为10μm～20μm，例如10μm、12μm、13μm、15μm、16μm、18μm或20μm等。
[0017]优选地，步骤(1)所述导电剂粉末包括碳纤维和SP。
[0018]优选地，所述碳纤维的直径为150nm～200nm，例如150nm、160nm、170nm、180nm、185nm、190nm或200nm等。
[0019]优选地，步骤(1)所述润湿浆料的固含量为60％～70％，例如60％、62.5％、65％、67％、68％或70％等。
[0020]作为本专利技术所述方法的优选技术方案，步骤(1)按照下述方式进行：
[0021]将负极活性物质、导电剂粉末进行一次搅拌，搅拌均匀后与水混合进行二次搅拌。
[0022]优选地，所述一次搅拌的公转速度为15rpm～35rpm，例如15rpm、20rpm、25rpm、28rpm、30rpm或35rpm等；分散速度为800rpm～1500rpm，例如800rpm、900rpm、1000rpm、1100rpm、1200rpm、1300rpm、1400rpm或1500rpm等。
[0023]优选地，所述一次搅拌的时间为5min～60min，例如5min、10min、15min、20min、25min、30min、40min、45min、50min、55min或60min等。
[0024]优选地，所述二次搅拌的公转速度为15rpm～35rpm，例如15rpm、20rpm、25rpm、28rpm、30rpm或35rpm等；分散速度为100rpm～1000rpm，例如150rpm、200rpm、300rpm、450rpm、600rpm、700rpm、800rpm、900rpm或1000rpm等。
[0025]优选地，所述二次搅拌的分散速度低于所述一次搅拌的分散速度。
[0026]优选地，所述二次搅拌的时间为30min～80min，例如30min、40min、45min、50min、55min、60min、70min或80min等。
[0027]作为本专利技术所述方法的又一优选技术方案，步骤(2)所述增稠剂为羧甲基纤维素钠(CMC)。
[0028]优选地，步骤(2)所述增稠剂的粒径D50为70μm～80μm，例如70μm、72μm、75μm、76μ
m、78μm或80μm等。
[0029]优选地，步骤(2)按照下述方式加入增稠剂粉末：
[0030]第一步，加入增稠剂粉末，三次搅拌；
[0031]第二步，加入增稠剂粉末，四次搅拌；
[0032]第三步，加入增稠剂粉末，五次搅拌；
[0033]其中，第一步的添加量是由浆料体系的捏合固含量决定的，第一步加入的增稠剂粉末的量按照使三次搅拌后得到的浆料成团加入，第二步和第三步加入的增稠剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极浆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将负极活性物质、导电剂粉末和水混合，得到润湿浆料；(2)分三步加入增稠剂粉末；(3)加入水，搅拌，获得预设固含量的浆料；(4)加入粘结剂的水溶液，搅拌，得到负极浆料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述负极活性物质的粒径D50为10μm～20μm；优选地，步骤(1)所述导电剂粉末包括碳纤维和SP；优选地，所述碳纤维的直径为150nm～200nm；优选地，步骤(1)所述润湿浆料的固含量为60％～70％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)按照下述方式进行：将负极活性物质、导电剂粉末进行一次搅拌，搅拌均匀后与水混合进行二次搅拌；优选地，所述一次搅拌的公转速度为15rpm～35rpm，分散速度为800rpm～1500rpm；优选地，所述一次搅拌的时间为5min～60min；优选地，所述二次搅拌的公转速度为15rpm～35rpm，分散速度为100rpm～1000rpm；优选地，所述二次搅拌的分散速度低于所述一次搅拌的分散速度；优选地，所述二次搅拌的时间为30min～80min。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述增稠剂为羧甲基纤维素钠CMC；优选地，步骤(2)所述增稠剂的粒径D50为70μm～80μm；优选地，步骤(2)按照下述方式加入增稠剂粉末：第一步，加入增稠剂粉末，三次搅拌；第二步，加入增稠剂粉末，四次搅拌；第三步，加入增稠剂粉末，五次搅拌；其中，第一步加入的增稠剂粉末的量按照使三次搅拌后得到的浆料成团加入，第二步和第三步加入的增稠剂粉末的质量比为(1～3):(1～3)，优选为(1～2):(1～2)；优选地，第一步加入的增稠剂粉末占增稠剂粉末总质量的30％～60％，优选为45％～60％；优选地，第二步加入的增稠剂粉末占增稠剂粉末总质量的20％～35％，优选为20％～30％；优选地，第三步加入的增稠剂粉末占增稠剂粉末总质量的20％～35％，优选为20％～30％。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述三次搅拌、四次搅拌和五次搅拌的公转速度独立地为15rpm～35rpm，所述三次搅拌、四次搅拌和五次搅拌的分散速度独立地为100rpm～800rpm；优选地，所述三次搅拌、四次搅拌和五次搅拌的时间独立地为5min～60min；优选地，所述三次搅拌、四次搅拌和五次搅拌的总时间小于等于60min；优选地，所述三次搅拌、四次搅拌和五次搅拌的时间独立地为5～20min。6.根据权利要求1
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5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述预设固含量为45％
～55％；优选地，步骤(3)所述搅拌的公转速度为15rpm～35rpm，分散速度为1000rpm～3000rpm；优选地，步骤(3)所述搅拌的时间为60min～120min。7.根据权利要求1
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6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)之后步骤(4)之前进行粘度调整步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍山松，杜双龙，卢涛，吕正中，刘金成，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：