一种负极浆料的合浆方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，具体是一种负极浆料的合浆方法。本发明专利技术提供的合浆方法能够得到具有良好的导电性和分散性的负极浆料，并且由于在打胶步骤中提高了溶解温度并利用超声波进行处理，使溶液的分子快速运动，加速CMC的溶胀及溶解速度，大大缩短了传统打胶时间，提高了胶液的稳定性，搅拌结束后的静置，更是有利于CMC和水在静置的状态下相互渗透、相互融合，超声波处理作用于浆料时不仅能够帮助固体颗粒在溶剂中均匀分散，还具有稳定浆料，降低浆料沉降的作用，使负极浆料具有更佳的分散性、悬浮性、稳定性，最终的扣式电池表征结果也更为准确、有效。有效。

【技术实现步骤摘要】
一种负极浆料的合浆方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体是一种负极浆料的合浆方法。

技术介绍

[0002]随着地球上煤矿资源的日益枯竭，市场对于新能源电池的需求量越来越大，许多新型负极材料也顺势发展起来。如何高效、快捷地对负极材料进行评测是目前新能源电池面临的研发难点之一。扣式电池不同于全电池之处在于它能够更加快速、更加单一地对材料参数指标进行分析，且较全电池具有更高性价比。通过扣电我们能够更好的对原材料进行品质掌控，防止正负极等出现批量品质问题，同时还能够对我们新产品、新材料开发提供更详细的数据参考，但扣电在制作过程中，配方、工艺等对其结果都产生显著影响，基于此，改善扣电制作工艺具有极大意义。
[0003]传统扣式电池负极的设计和制浆过程中，并没有针对各类负极辅材的特点，进行对应的配方设计以及合浆方法调整，所制扣式电池负极浆料花费时间长且易出现沉降、难分散及颗粒团聚现象，这种性质不稳定的负极浆料制得的扣电会导致扣式电池发生短路、极化大以及循环跳水等性能劣化问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种负极浆料的合浆方法，本专利技术提供的合浆方法的合浆时间短，得到的负极浆料稳定性和分散性好，扣电测试准确。
[0005]本专利技术提供了一种负极浆料的合浆方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]步骤1)将增稠剂的水胶液进行第一超声处理；
[0007]步骤2)将负极材料、导电剂、粘结剂和步骤1)所得产物混合，进行第二超声处理，得到负极浆料。
[0008]具体而言，本专利技术所述合浆方法中的步骤2)具体包括以下步骤：
[0009]步骤S1)将负极材料、导电剂和步骤1)所得产物混合，进行第二超声处理；
[0010]步骤S2)将粘结剂和步骤S1)所得产物混合，得到负极浆料。
[0011]本专利技术首先将增稠剂的水胶液进行第一超声处理。具体而言，本专利技术将增稠剂和水混合，进行第一超声处理。在本专利技术的某些实施例中，本专利技术将增稠剂加入水中混合搅拌均匀后，进行第一超声处理和第一离心搅拌。本专利技术所述第一离心搅拌具体为：先以800～1000rpm的转速离心搅拌0.5～10min，再以1800～2000rpm的转速离心搅拌60～90min，优选先以800rpm的转速离心搅拌10min，再以2000rpm的转速离心搅拌1h。本专利技术所述增稠剂在负极浆料中不可或缺，其主要作用是增稠并帮助粉料悬浮分散。本专利技术所述增稠剂选自羧甲基纤维素钠(CMC)、十二烷基硫酸钠中的至少一种。本专利技术所述增稠剂优选选自羧甲基纤维素钠。CMC溶解于水中，会在水中电离并形成阴离子，成为亲水、亲油的表面活性剂，并通过电荷排斥或高分子位阻效应提高颗粒的润湿性、微粒的分散性，阻碍了团聚的发生。
[0012]本专利技术所述第一超声处理的频率为40～50kHz。在一个实施例中，本专利技术所述第一
超声处理的频率为40kHz。打胶步骤中需要利用适宜的温度及玻璃棒辅助搅拌在配合超声波处理的条件下，加速增稠剂在水中的溶胀、溶解，提高胶液本身的浸润程度及稳定性，超声波的频率决定了热机制、机械力学机制和空化机制三个机制中谁占主导作用，打胶步骤主要是利用了空化作用以及在溶液中形成的冲击波和微射流，提高分散性及反应速度。
[0013]本专利技术所述第一超声处理在温度为50℃～60℃下进行，时间为10～20min。在一个实施例中，所述第一超声处理在温度为60℃下进行，时间为10min。增稠剂大多属于亲水性高分子化合物，特别是CMC是天然的亲水物质，CMC颗粒分散在水中，会马上溶胀然后溶解，但易发生发生结团、结块、降低CMC溶解量的问题，因此在搅拌情况及加热的环境中，均匀散入加入CMC，加速了CMC的溶解。
[0014]为了使增稠剂进一步分散均匀，将增稠剂的水胶液进行第一超声处理后，还可以对第一超声处理后的产物进行刮底和搅拌后再次进行第一超声处理和第一离心搅拌。所述第一超声处理和第一离心搅拌的条件和上述一样，不再赘述。
[0015]本专利技术将增稠剂的水胶液进行第一超声处理后，将负极材料、导电剂和第一超声处理后所得产物混合，进行第二超声处理。在本专利技术的某些实施例中，本专利技术将导电剂、负极材料和第一超声处理后所得产物进行混匀和第二离心搅拌。本专利技术所述第二离心搅拌具体为：先以800～1000rpm的转速离心搅拌5～8min，再以1800～2000rpm的转速离心搅拌20～25min，优选先以1000rpm的转速离心搅拌5min，再以2000rpm的转速离心搅拌20min。
[0016]本专利技术所述负极材料选自硅碳负极材料、石墨负极材料中的至少一种；其中所述硅碳负极材料为硅炭合金负极材料和氧化亚硅负极材料中的任一种；所述石墨负极材料为人造石墨与天然石墨的复配材料。本专利技术所述导电剂选自SP导电剂、碳纳米管(CNT)、KS导电剂中的至少一种；其中CNT为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任一种。本专利技术所述导电剂优选选自SP导电剂；SP导电剂的高比表面积有利于颗粒之间紧密接触，提高导电性的同时也利于电解质的吸附。
[0017]本专利技术所述第二超声处理的频率为60～70kHz。在一个实施例中，本专利技术所述第一超声处理的频率为68kHz。超声波作用于媒介时产生的机械效应、热效应、光效应和活化效应，这四种物理化学效应相互作用，相互促进，能够促使溶液进入固体内部，加速反应速率，缩短合浆时间，从而提高扣电测试效率。本专利技术所述第二超声处理在温度为50℃～60℃下进行，时间为5～10min。在一个实施例中，所述第二超声处理在温度为60℃下进行，时间为10min。所述第二超声处理的温度和时间所能达到的效果和上述一样，不再赘述。
[0018]在本专利技术的另一个实施例中，本专利技术将第一导电剂和第一超声处理后所得产物进行混匀和第三离心搅拌后，再向其中加入负极材料和第二导电剂进行混匀和第四离心搅拌，进行第二超声处理和第四离心搅拌。本专利技术所述第一导电剂、第二导电剂和上述导电剂一样，所述负极材料和上述也一样，不再赘述。本专利技术所述第三离心搅拌具体为：先以800rpm的转速离心搅拌5min，再以2000rpm的转速离心搅拌15min。本专利技术所述第四离心搅拌具体为：先以1000rpm的转速离心搅拌5min，再以2000rpm的转速离心搅拌20min。
[0019]本专利技术将进行第二超声处理后，将粘结剂和第二超声处理后所得产物混合，得到负极浆料。具体而言，本专利技术向第二超声处理后所得产物中加入粘结剂，混匀并进行第五离心搅拌，得到负极浆料。本专利技术所述粘结剂选自聚四氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺中的至少一种。本专利技术所述第五离心搅拌具体为：以800～1000rpm的转速离心搅拌5～
8min，优选以1000rpm的转速离心搅拌5min。粘结剂的加入时间及转速比较关键，不宜过早加入，且长时间的高速分散及搅拌会导致粘结剂发生破乳，会导致材料与集流体之间的粘结力失效，存在短路的安全风险。
[0020]本专利技术通过控制合浆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极浆料的合浆方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)将增稠剂的水胶液进行第一超声处理；步骤2)将负极材料、导电剂、粘结剂和步骤1)所得产物混合，进行第二超声处理，得到负极浆料。2.根据权利要求1所述的合浆方法，其特征在于，步骤1)中所述第一超声处理的频率为40～50kHz。3.根据权利要求1所述的合浆方法，其特征在于，步骤1)中所述第一超声处理在温度为50～60℃下进行；所述第一超声处理的时间为10～20min。4.根据权利要求1所述的合浆方法，其特征在于，步骤2)中所述第二超声处理的频率为60～70kHz。5.根据权利要求1所述的合浆方法，其特征在于，步骤2)中所述第二超声处理在温度为50～60℃下进行；所述第二超声处理的时间为5～10min。6.根据权利要求1～5中任一所述的合浆方法，其特征在于，步骤1)中所述增稠剂选自羧甲基纤维素钠或十二烷基硫酸钠中的至少一种；步骤2)中所述负极材料选自硅碳负极材料或石墨负极材料中的至少一种；所述导电剂选自SP导电剂、KS导电剂或碳纳米管中的至少一种；所述粘结剂选自聚四氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦佳妮，彭子良，袁庆华，赵悠曼，
申请(专利权)人：东莞市创明电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：