一种快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法及应用技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法，包括以下操作：S1，干法制备浆料；S2，采用不同的离心工艺对S1中的浆料离心，去除离心后分层的溶剂得到若干组剩余浆料，计算若干组所述剩余浆料的捏合固含量；S3，分别捏合若干组所述剩余浆料并分别判断每组所述剩余浆料的捏合状态，选取若干个合适的捏合状态下的所述剩余浆料的捏合固含量，取合适捏合状态下的所述剩余浆料的捏合固含量的最大值以及最小值确定S1中所述浆料捏合固含量的合适范围。本发明专利技术方法能快速获得浆料捏合固含量的合适范围，节约优化时间，避免物资浪费。避免物资浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法及应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法及应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池重量轻、安全性能好等优点，故在蓝牙耳机、手机、笔记本电脑、平板电脑、摄像机等移动电子设备以及便携式移动电源等领域的应用已处在垄断地位。同时，锂离子电池也已经在电动摩托车、电动汽车等领域批量应用。
[0003]锂离子电池一般包括正极极片、负极极片、隔膜，电极极片制备过程中，先将电极材料(活性材料，比如钴酸锂、钛酸锂、石墨等)、导电剂、粘结剂、溶剂一起制成电极浆料，再将其按要求进行涂布、干燥，制成电极极片。锂离子电池电极浆料的性能对电池性能有着重要的影响，电极浆料中各组分分散的越均匀，电极极片便具有越好的加工性能，并且可以使得电极各处的阻抗分布更加均匀，在充放电时活性物质能够发挥更充分的作用，从而提升锂离子电池的性能，目前锂离子电池大多采用油系正极浆料、水系负极浆料的配置。
[0004]对于浆料，一般采用搅拌工艺制备。搅拌工艺分为湿法搅拌和干法搅拌。干法搅拌是先将负极活性材料、导电剂、溶剂羧甲基纤维素钠(CMC)溶解后制得的胶液进行混合分散，再加入粘结剂(如SBR)，将浆料粘度调整至工艺范围(如3000～5000mpa
·
s)，干法搅拌设备具有强大的机械能和剪切摩擦作用，可以使负极活性材料、导电剂、CMC充分分散并相互作用，使得导电剂均匀包覆在活性材料颗粒表面，避免小颗粒在负极浆料中二次团聚和沉降，还能避免空气中的粉尘污染浆料，因此，干法搅拌制得的负极浆料更加均匀稳定，并且制浆时间较湿法搅拌缩短至3.5～5小时，能够有效提高制浆效率。
[0005]对于搅拌工艺的评估，现有技术通常是从浆料的粘度、捏合固含量，结合成品电芯的电性能进行评估。在浆料的制备过程中，捏合过程是最为重要的步骤之一。如果捏合时溶剂过少，则不足以润湿全部的粉料，那么干粉则会成团，后续想将其分散开将比较困难。而且，过干的情况下，在双行星搅拌机中，浆料容易“爬杆”，并不能起到搅拌的效果。如果溶剂偏多，浆料很容易流动，搅拌桨的剪切力作用效果减小，此时捏合搅拌起不到捏合力粉碎团聚的作用，因此设定一个合理的捏合固含量十分重要。
[0006]然而，目前捏合固含量的确定大多是在一次次的实验中来优化得到的，而每次的尝试将浪费大量的时间，而且如果捏合固含量设置的不合理，造成捏合效果不佳，可能整罐的浆料都需要报废处理，花费大量的时间和物资成本。
[0007]鉴于此，确有必要提供一种解决上述技术问题的技术方案。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法，能够快速优化浆料捏合固含量，节约时间和物资浪费。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]一种快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法，其特征在于，包括以下操作：
[0011]S1，干法制备浆料；
[0012]S2，采用不同的离心工艺对S1中的浆料离心，去除离心后分层的溶剂得到若干组剩余浆料，计算若干组所述剩余浆料的捏合固含量；
[0013]S3，分别捏合若干组所述剩余浆料并分别判断每组所述剩余浆料的捏合状态，选取若干个合适的捏合状态下的所述剩余浆料的捏合固含量，取合适捏合状态下的所述剩余浆料的捏合固含量的最大值以及最小值确定S1中所述浆料捏合固含量的合适范围。
[0014]其中捏合固含量是指浆料在去除多余溶剂后，将剩余浆料混合成一种面团状态时的固含量。
[0015]作为本专利技术所述的快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法的一种改进，所述合适的捏合状态包括所述剩余浆料能够形成团状物且形成团状物后能够定型以及形成的团状物的截面水分满足要求。在实际操作中，捏合状态可以通过肉眼观察来判断是否合适，合适的捏合状态为能够形成干湿适中的面团状，且该面团能够定型，不会出现干裂或松散，也不会出现偏湿的流体状态，且当面团切开后，面团的截面水分适中，既不过干也不过湿。
[0016]作为本专利技术所述的快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法的一种改进，所述浆料包括活性物质、导电剂、粘结剂和分散剂，所述干法制备浆料的方法包括：将所述分散剂溶解后制得胶液，将所述活性物质和所述导电剂预混得到混合粉末，将所述胶液加入到所述混合粉末中，再加入粘结剂，捏合润湿得到浆料。本专利技术先将活性物质和导电剂以干粉状态均匀混合，再加入胶液，此时活性物质与导电剂同时吸收胶液，润湿固体颗粒，能够充分吸收胶液溶剂，有利于后续浆料分散。本专利技术中，分散剂优选为羟甲基纤维素(CMC)，这是因为CMC能够分散活性物质和导电剂，在负极浆料中，CMC在水中会形成凝胶，使得浆料变稠，还能起到增稠剂的作用，保证浆料的均匀性，有利于大规模生产。
[0017]作为本专利技术所述的快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法的一种改进，在S1后，还包括S11操作：对所述浆料称重；对所述浆料离心、去除分层后的溶剂、烘干后再次称重，烘干后固体质量与离心前浆料的质量之比即为所述浆料的实际固含量。离心的目的是为了分离出浆料中的大部分溶剂，烘干是为了尽量去除浆料中的所有溶剂，以获得浆料的实际固含量。
[0018]作为本专利技术所述的快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法的一种改进，S11中离心的转速大于S2中离心的转速；在S11和S2中，浆料的初始体积相同。S11的目的是计算浆料的实际固含量，因此，可加大离心转速，只要能分离出浆料中的大部分溶剂即可。优选的，S11中离心的转速大于S2中离心的转速。
[0019]作为本专利技术所述的快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法的一种改进，在S2中，所述离心工艺包括离心转速和离心时间。通过设置不同的离心的转速和离心的时间，能够控制分离出的溶剂的含量，得到若干组剩余浆料的捏合状态，从捏合状态中判断捏合固含量的合适范围。
[0020]作为本专利技术所述的快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法的一种改进，S2包括以下操作：对所述浆料称重得到第一质量；对所述浆料离心、去除分层后的溶剂，得到剩余浆料再次称重得到第二质量，计算得到捏合固含量C
x
。
[0021]作为本专利技术所述的快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法的一种改进，所述捏
合固含量Cx＝(第一质量*实际固含量)/第二质量。
[0022]作为本专利技术所述的快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法的一种改进，所述浆料包括正极浆料或负极浆料。在实际生产中，通常更关注负极浆料在搅拌时的捏合成团状态。事实上，正极的捏合状态也同样重要，捏合的好坏决定了浆料的好坏。本专利技术方法不仅可用于负极捏合固含量的优化，通过离心并抽取出分离出的溶剂后观察剩余浆料的状态，对于正极浆料的确定也有着指导性的作用。
[0023]本专利技术的目的之二在于，提供一种说明书前文任一项所述的方法在锂离子电池中的应用。
[0024]相比于现有技术，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法，其特征在于，包括以下操作：S1，干法制备浆料；S2，采用不同的离心工艺对S1中的浆料离心，去除离心后分层的溶剂得到若干组剩余浆料，计算若干组所述剩余浆料的捏合固含量；S3，分别捏合若干组所述剩余浆料并分别判断每组所述剩余浆料的捏合状态，选取若干个合适的捏合状态下的所述剩余浆料的捏合固含量，取合适捏合状态下的所述剩余浆料的捏合固含量的最大值以及最小值确定S1中所述浆料捏合固含量的合适范围。2.根据权利要求1所述的快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法，其特征在于，所述合适的捏合状态包括所述剩余浆料能够形成团状物且形成团状物后能够定型以及形成的团状物的截面水分满足要求。3.根据权利要求1所述的快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法，其特征在于，所述浆料包括活性物质、导电剂、粘结剂和分散剂，所述干法制备浆料的方法包括：将所述分散剂溶解后制得胶液，将所述活性物质和所述导电剂预混得到混合粉末，将所述胶液加入到所述混合粉末中，再加入粘结剂，捏合润湿得到浆料。4.根据权利要求1所述的快速获得浆料捏合固含量合适范围的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙梦婷，梁晓静，李万亮，
申请(专利权)人：东莞维科电池有限公司，
类型：发明
国别省市：