一种扣式锂电池正极粘合剂和正极制造方法技术

本发明专利技术公开了一种扣式锂电池正极粘合剂和正极制造方法，属于扣式锂电池生产技术领域，其技术要点是：造粒采用湿法造粒方法，所用的粘合剂为聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯的水浆料，在混料时首先将二氧化锰、乙炔黑和石墨进行干混，其干粉比例为93～96.5％的二氧化锰，1.5～2.5％的乙炔黑和1～5％的石墨，干混10分钟后再进行湿混，混合好的料为干泥状态，该料用旋转式造粒机挤出造粒，该粒料再经过旋转压片机压制后得到正极片。用本发明专利技术方法制造的正极片的优点是：正极活性物质二氧化锰含量高，可以达到94％以上；正极片吸液性能好，有利于提高干法线装配时的在线吸液速度；粘合剂比例低，所生产的电池容量高，大电流放电性能优异。大电流放电性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种扣式锂电池正极粘合剂和正极制造方法
[0001]本专利技术涉及扣式锂电池生产
，具体是涉及一种扣式锂电池的正极粘合剂和正极的制造方法。

技术介绍

[0002]扣式锂电池已经经过几十年的发展，广泛用于手表，遥控器，玩具，RFID传感器，电脑和各种发光产品中。随着应用领域的不断扩展，对扣式电池的要求越来越高，不仅需要提高标准放电模式下的容量，还需要提高电池的负载能力如大电流放电能力和脉冲放电能力。
[0003]扣式锂电池正极中活性物质二氧化锰、导电剂和粘合剂的含量对电池的容量和负载能力有较大影响，目前行业内通常采用的方法是将二氧化锰与石墨和乙炔黑充分混合后，再加入固含量60％的聚四氟乙烯乳液作为粘合剂充分搅拌，由于所加物料中的水分比较少，搅拌过程中物料基本处于比较干的状态，搅拌得到的物料成干的松散或者蓬松粉末状态，然后需经过辊压式干法造粒机造粒，粉料在辊压机中反复受压凝聚成块，经过破碎筛分后得到后续压片用的颗粒。
[0004]上述方法存在一些缺点，首先是粘合剂聚四氟乙烯的比例比较高，通常会占到正极的4～7％，过高的粘合剂含量会导致电池内阻增大，负载能力下降。另一方面，在干法搅拌过程中粉料的发热导致物料温度升高，在高温下聚四氟乙烯链状结构伸展导致物料呈现蓬松化，虽然这种变化有利于增加粘结性，但这种物料的流动性变差很容易导致自动辊压造粒机进料口堵塞。另外，在反复辊压的过程中，随着物料被压实，颗粒中的孔率孔径也会变小，导致吸液能力变差，吸液能力差的正极片在装配时必须预先泡液或者在线泡液，生产线不能全自动化，孔率孔径小也会影响电池的负载能力。还有干法搅拌的过程中很难将视比重非常小的乙炔黑充分分散，乙炔黑的分散效果也影响电池的一致性和负载能力。为了保证导电效果，往往需要加入较多的导电剂，这又会导致活性物质含量降低从而降低容量。综上所述，目前行业内普遍采用的造粒技术生产的正极片存在吸液能力差，一致性差，批次不稳定，负载能力差，容易堵塞生产设备的缺点。
[0005]本专利技术专利在提供一种新的扣式锂电池粘合剂的同时，也提供了一种湿法造粒工艺生产正极，不仅降低了粘合剂的含量，而且也提高了导电剂的分散效果，从而可以降低导电剂的含量，增加活性物质含量。同时明显提高了正极片的孔率和吸液能力，不仅有利于实现全自动装配，同时也使电池的容量和负载能力都有明显提升。

技术实现思路

[0006]针对现有扣式锂电池正极造粒技术存在的吸液能力差，一致性差，批次不稳定，负载能力差，容易堵塞的问题，本专利技术实施例的目的在于提供一种新的粘合剂和造粒方法，以解决上述
技术介绍
中的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种扣式锂电池正极粘合剂，包括：
[0009]粘合剂为聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯的混合水浆液，其中聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯在浆液中的含量为分别为0.5～2％和3～10％。加入粘合剂混合时，干粉与粘合剂浆液的比例为2.5～4.5:1，正极片中聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯的比例分别为0.2～1％和1～3％。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，先将聚丙烯酸钠粉末加入水中通过高速分散机搅拌配成0.5～2％的凝胶，然后加入固含量60％的聚四氟乙烯乳液，凝胶和乳液的比例为5～15:1，再经过高速分散机充分搅拌后得到粘合剂浆料。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，在使用时与含二氧化锰和导电剂的干粉按照干粉/粘合剂质量比2.5～4.5:1的比例搅拌后会得到泥状物，该泥状物用旋转造粒机挤出造粒，烘干后经过整粒可得到后续压片的正极颗粒，颗粒的粒度在15～40目之间，最好在18～25目之间。
[0012]一种扣式锂电池正极的制造方法，包括先将二氧化锰、乙炔黑和石墨进行干混，其干粉比例为93～96.5％的二氧化锰，1.5～2.5％的乙炔黑和1～5％的石墨，干混10分钟后再加入粘合剂浆料进行湿混，湿混时间为5～15分钟，所述粘合剂浆料如上述；
[0013]颗粒经过压片得到的正极片中，聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯的比例分别为0.2～1％和1～3％，粘合剂净含量不超过3％，活性物质二氧化锰的比例为90～95％(不计算原材料二氧化锰的含量)。
[0014]之所以粘合剂的比例能降低，活性物质的含量能提高，可能是因为加入聚丙烯酸钠后粘性增强，另外湿法混合时分散效果更好，从而导电剂含量可以适当降低。
[0015]另外，用本专利技术方法制得的正极片吸液速度比目前技术制得的正极片的吸液速度快很多，比较适合在线注液的干法线生产工艺。
[0016]为更清楚地阐述本专利技术的特点和功效，下面结合具体实施例以及对比案例来对本专利技术进行详细说明。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例和对比例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0018]本专利技术提供一种技术方案：一种扣式锂电池正极粘合剂，包括：
[0019]粘合剂为聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯的混合水浆液，其中聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯在浆液中的含量为分别为0.5～2％和3～10％。加入粘合剂混合时，干粉与粘合剂浆液的比例为2.5～4.5:1，正极片中聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯的比例分别为0.2～1％和1～3％。
[0020]优选的，先将聚丙烯酸钠粉末加入水中通过高速分散机搅拌配成0.5～2％的凝胶，然后加入固含量60％的聚四氟乙烯乳液，凝胶和乳液的比例为5～15:1，再经过高速分散机充分搅拌后得到粘合剂浆料。
[0021]优选的，在使用时与含二氧化锰和导电剂的干粉按照干粉/粘合剂质量比2.5～4.5:1的比例搅拌后会得到泥状物，该泥状物用旋转造粒机挤出造粒，烘干后经过整粒可得到后续压片的正极颗粒，颗粒的粒度在15～40目之间，最好在18～25目之间。
[0022]一种扣式锂电池正极的制造方法，包括先将二氧化锰、乙炔黑和石墨进行干混，其干粉比例为93～96.5％的二氧化锰，1.5～2.5％的乙炔黑和1～5％的石墨，干混10分钟后
再加入粘合剂浆料进行湿混，湿混时间为5～15分钟，其特征在于：所述粘合剂浆料如权利要求1
‑
3中任意一项所述的粘合剂浆料；
[0023]颗粒经过压片得到的正极片中，聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯的比例分别为0.2～1％和1～3％，粘合剂净含量不超过3％，活性物质二氧化锰的比例为90～95％(不计算原材料二氧化锰的含量)。
[0024]以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述，本实施例采用CR2450电池(直径24.5mm,高度5.0mm)。
[0025]将220g聚丙烯酸钠加入20kg水中，用高速分散机搅拌1小时，然后加入60％的聚四氟乙烯乳液1.7kg，再次搅拌5分钟备用。
[0026]将65Kg经过400度热处理的二氧化锰与1.5kg乙炔黑和1.5kg石墨在200L高速湿法造粒机中搅拌10分钟，然后加入上述粘合剂20k本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扣式锂电池正极粘合剂，其特征在于，包括：粘合剂为聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯的混合水浆液，其中聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯在浆液中的含量为分别为0.5～2％和3～10％。加入粘合剂混合时，干粉与粘合剂浆液的比例为2.5～4.5:1，正极片中聚丙烯酸钠和聚四氟乙烯的比例分别为0.2～1％和1～3％。2.根据权利要求1所述的一种扣式锂电池正极粘合剂，其特征在于，先将聚丙烯酸钠粉末加入水中通过高速分散机搅拌配成0.5～2％的凝胶，然后加入固含量60％的聚四氟乙烯乳液，凝胶和乳液的比例为5～15:1，再经过高速分散机充分搅拌后得到粘合剂浆料。3.根据权利要求1所述的一种扣式锂电池正极粘合剂，其特征在于，在使用时与含二氧化锰和导电剂的干粉按照干粉/粘合剂质量比2.5～4....

【专利技术属性】
技术研发人员：余章华，
申请(专利权)人：湖北六二一新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：