本发明专利技术涉及锂电池负极领域，具体涉及一种负极浆料配方及其制备方法和应用。该负极浆料配方包括负极活性物质材料、导电剂、粘结剂和溶剂，其中所述粘结剂包括纳米纤维素、羧甲基纤维素钠和第三粘结剂，第三粘结剂选自丁苯橡胶、聚丙烯酸、苯丙中任一种或几种的组合。纳米纤维素拥有更快的浸润速率，与羧甲基纤维素钠和第三粘结剂复配，对粉料具有较好的分散效果的同时增加负极片对电解液的扩散效率，达到负极极片浸液速率快的同时兼顾负极浆料涂布速度较快、浆料稳定性高、电池的空间使用率不降低与生产效率不降低的效果。低与生产效率不降低的效果。
【技术实现步骤摘要】
一种负极浆料配方及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及锂电池负极领域，具体涉及一种负极浆料配方及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]注液是影响动力电池性能的关键步骤之一，负极极片的浸润速率则是影响注液优劣水平的直接因素之一，若负极极片浸液速率太低，则电池注液时期会出现冒液漏液等情况，更严重情况会导致极片电解液分布不均，出现界面析锂。因此提升负极极片的浸润速率对电池生产有重要意义。
[0003]目前锂电负极浆料配方中的粘结剂，主要有两类：羧甲基纤维素钠(CMC)+丁苯橡胶(SBR)路线，CMC+聚丙烯酸(PAA)或PAA+SBR路线。相比于前者，后者浸润速率要更块，但其缺点也非常明显，涂布速度较低，涂布后得到的极片太脆，导致掉料严重。正因如此，目前大部分动力电池厂家均采用前者路线。但是由于采用前者路线制备得到的负极片浸润速率较低，加上动力电池能量密度需求越来越高，在注液中经常出现冒液、漏液情况。
[0004]为了解决注液中存在的冒液、漏液问题，现在动力电池厂通常增加隔膜陶瓷涂层厚度和增加注液的循环次数，但均存在不同程度的缺点，增加隔膜陶瓷涂层厚度会降低电池的空间使用率，而增加注液循环次数则会降低生产效率。
[0005]因此现有解决方案，无法兼顾负极极片浸液速率快、负极浆料涂布速度较快、电池的空间使用率不降低与生产效率不降低。
技术实现思路
[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中负极极片无法兼顾负极极片浸液速率快、负极浆料涂布速度较快、电池的空间使用率不降低与生产效率不降低的缺陷，从而提供解决上述技术问题的一种负极浆料配方及其制备方法和应用。
[0007]本专利技术技术方案：
[0008]一种负极浆料配方，包括负极活性物质材料、导电剂、粘结剂和溶剂，所述粘结剂包括纳米纤维素、羧甲基纤维素钠和第三粘结剂，所述第三粘结剂选自丁苯橡胶、聚丙烯酸、苯丙中任一种或几种的组合。
[0009]所述羧甲基纤维素钠与纳米纤维素的质量比至少为1:2，优选为1:2～2:1。
[0010]所述纳米纤维素在配方中的质量份数为0.33～1.07；所述羧甲基纤维素钠在配方中的质量份数至少为0.33，优选为0.33～1.07。
[0011]所述粘结剂在配方中的质量份数为2.5～3.6。
[0012]所述第三粘结剂选自丁苯橡胶。
[0013]所述第三粘结剂在配方中的质量份数为1.3～2.0；优选为1.5～2.0。
[0014]所述纳米纤维素的直径为4～20nm，长度为100～500nm。
[0015]所述负极活性物质材料选自石墨、硅氧、硬碳、软碳中任一种或几种的组合；优选为石墨。
[0016]所述导电剂选自炭黑、碳管、导电石墨中任一种或几种的组合；优选为炭黑。
[0017]所述负极活性物质材料、导电剂和粘结剂的质量比为：
[0018]负极活性物质材料：导电剂：粘结剂＝(95.2～96.8):(0.7～1.2):(2.5～3.6)。
[0019]所述溶剂为去离子水。
[0020]采用所述配方制备一种负极浆料的制备方法，包括以下步骤：混合负极活性物质材料、导电剂、全部纳米纤维素，以及部分或全部羧甲基纤维素钠得到混合粉料，分多次向混合粉料中加入溶剂调整固含量并搅拌均匀，加入剩余粘结剂继续搅拌均匀得到负极浆料。
[0021]剩余粘结剂为第三粘结剂，或为第三粘结剂和剩余羧甲基纤维素钠的混合物。
[0022]所述混合粉料中所述羧甲基纤维素钠和纳米纤维素的质量比至少为1:2；优选为1:2～2:1。
[0023]所述负极浆料的固含量为47wt％～53wt％。
[0024]在分散盘中制备所述负极浆料。
[0025]制备所述混合粉料时分散盘的公转转速为20～30r/min，自转转速为200～300r/min，搅拌时间为30～35min。
[0026]分2
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5次加入溶剂；最后一次加入溶剂后分散盘的公转转速为20～30r/min，自转转速为2500～4000r/min，搅拌时间为45～60min，其余每次加入溶剂后分散盘的公转转速为20～30r/min，自转转速为200～300r/min，搅拌时间为20～25min。
[0027]加入剩余粘结剂后分散盘的公转转速为20～30r/min，自转转速为500～700r/min，搅拌时间为30～35min/min。
[0028]所述的一种负极浆料配方在锂电负极片中的应用。
[0029]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0030]1、本专利技术提出一种负极浆料配方，包括负极活性物质材料、导电剂、粘结剂和溶剂，所述粘结剂包括纳米纤维素(CNF)、羧甲基纤维素钠(CMC)和第三粘结剂，第三粘结剂选自丁苯橡胶、聚丙烯酸、苯丙中任一种或几种的组合。CNF拥有更快的浸润速率，有利于避免负极片在注液中出现冒液漏液情况。将CNF与CMC和第三粘结剂复配，对负极浆料中的粉料具有较好的分散效果的同时增加负极片对电解液的扩散效率，可在保证加工无风险的前提下提高负极极片的浸润性，达到负极极片浸液速率快的同时兼顾负极浆料涂布速度较快的效果，且可避免电池的空间使用率降低与生产效率降低。
[0031]粘结剂中的CMC粘度较大，与CNF配合，可保证负极浆料粘度适中，对粉料具有良好的分散效果，利于涂布，使得涂布速度较快；粘结剂中的第三粘结剂有利于提高负极片柔韧性和剥离力。
[0032]2、本专利技术通过进一步优化粘结剂中各组分的配比以及CNF的直径和长度，从而有利于兼顾负极片浸液速率快、负极浆料涂布速度较快。
具体实施方式
[0033]实施例和对比例中使用的石墨采购自尚太，型号为Q16，CMC的型号为Mac500，炭黑型号为SP，SBR的型号为SN307R。实施例中使用的CNF采购自奇宏。
[0034]实施例1
[0035]本实施例的一种负极浆料配方，包括石墨、炭黑、粘结剂和去离子水，各组分质量比为石墨：炭黑：粘结剂＝95.8:1.0:3.2，其中粘结剂由纳米纤维素(CNF)、羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)组成，质量比为CNF：CMC：SBR＝0.6：0.6：2.0，CNF直径为10nm，长度为400nm，去离子水的添加量使得未加入SBR之前体系的固含量为50wt％。
[0036]采用上述配方的一种负极浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0037]1)将CNF、CMC、石墨和炭黑全部加入分散盘中，公转转速20r/min，自转转速200r/min，搅拌时间30min；
[0038]2)加入去离子水，将固含量调整到80wt％，公转转速20r/min，自转转速200r/min，搅拌时间20min；
[0039]3)加入去离子水，将固含量调整到70wt％，公转转速20r/min，自转转速200r/min，搅拌时间20min；
[0040]4)加入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种负极浆料配方，包括负极活性物质材料、导电剂、粘结剂和溶剂，其特征在于，所述粘结剂包括纳米纤维素、羧甲基纤维素钠和第三粘结剂；所述第三粘结剂选自丁苯橡胶、聚丙烯酸、苯丙中任一种或几种的组合。2.根据权利要求1所述的配方，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠与纳米纤维素的质量比至少为1:2，优选为1:2～2:1；和/或，所述纳米纤维素在配方中的质量份数为0.33～1.07；所述羧甲基纤维素钠在配方中的质量份数至少为0.33，优选为0.33～1.07。3.根据权利要求1或2所述的配方，其特征在于，所述粘结剂在配方中的质量份数为2.5～3.6；和/或，所述第三粘结剂在配方中的质量份数为1.3～2.0；优选为1.5～2.0。4.根据权利要求1
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3任一项所述的配方，其特征在于，所述纳米纤维素的直径为4～20nm，长度为100～500nm。5.根据权利要求1
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4任一项所述的配方，其特征在于，所述负极活性物质材料选自石墨、硅氧、硬碳、软碳中任一种或几种的组合；和/或，所述导电剂选自炭黑、碳管、导电石墨中任一种或几种的组合。6.根据权利要求1
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5任一项所述的配方，其特征在于，所述负极活性物质材料、导电剂和粘结剂的质量比为：负极活性物质材料：导电剂：粘结剂＝(95.2～96.8):(0.7～1.2):(2.5～3.6)。7.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：马英剑，刘静，陈辉，杨盈利，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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