一种锂离子电池正极匀浆工艺制造技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池正极匀浆工艺，属于电池匀浆工艺技术领域。该方法是将粘结剂加入溶剂，制备胶液；将正极主材和第一导电剂加入搅拌罐中搅拌分散，得到干混料；向干混料中加入一部分胶液和溶剂，先常压搅拌，再真空搅拌，刮料，得到浆料一；向浆料一中加入剩余的胶液，先常压搅拌，再真空搅拌，刮料，得到浆料二；向浆料二中加入第二导电剂和剩余的溶剂，先常压搅拌，再真空搅拌，分散，得到浆料三，测试粘度、细度；向浆料三中加入溶剂，调粘，测试粘度、细度和固含，过筛，得到锂离子电池正极浆料。该工艺改善了干粉不易分散的问题，浆料分散更加均匀，浆料的稳定性同时得到改善，提高锂离子电池的一致性。锂离子电池的一致性。锂离子电池的一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极匀浆工艺


[0001]本专利技术属于电池匀浆工艺
，具体涉及一种锂离子电池正极匀浆工艺。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有高能量密度、高电压、高循环和高工作温度等优点，被广泛应用。锂离子电池制备工艺包括匀浆、涂布、辊压、分切、烘烤、组装、注液、化成等工序，其中，匀浆是锂离子电池制备的第一道工序，是将物料从粉体到高粘度、高密度的物料溶解、混合、反应的过程，浆料的分散效果直接影响涂布效果，可见匀浆过程极其重要。
[0003]目前，锂离子电池匀浆工艺通常采用湿法和干法匀浆工艺。常用的湿法工艺是制备胶液，向胶液中依次加入导电剂、溶剂，分散均匀后加入活性物质主材，分散调粘后得到锂离子电池正极浆料。湿法工艺中浆料始终处于润湿状态，啮合效果不佳，且固含较低。常用的干法工艺是先将活性物质主材、导电剂和粘接剂干粉混合，常压密封搅拌，然后加入适量溶剂润湿，高速分散并稀释调节粘度后得到锂离子电池正极浆料。干法工艺中粘接剂干粉不易分散，对设备剪切力要求较高，设备损耗和生产成本加大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了提供一种锂离子电池正极匀浆工艺，该工艺改善了干粉不易分散的问题，啮合效果更好，浆料分散更加均匀，易于涂布，设备损耗降低，浆料的稳定性同时得到改善。
[0005]本专利技术提供一种锂离子电池正极匀浆工艺，包括以下步骤：
[0006]步骤一：将粘结剂加入溶剂，制备胶液；
[0007]步骤二：将正极主材和第一导电剂加入搅拌罐中搅拌分散，得到干混料；
[0008]步骤三：向步骤二的干混料中加入一部分胶液和溶剂，先常压搅拌，再真空搅拌，刮料，得到浆料一；
[0009]步骤四：向步骤三的浆料一中加入剩余的胶液，先常压搅拌，再真空搅拌，刮料，得到浆料二；
[0010]步骤五：向步骤四的浆料二中加入第二导电剂和剩余的溶剂，先常压搅拌，再真空搅拌，分散，得到浆料三，测试粘度、细度；
[0011]步骤六：向步骤五中的浆料三中加入溶剂，调粘，测试粘度、细度和固含，过筛，得到锂离子电池正极浆料。
[0012]优选的，所述的步骤一胶液的固含量为5
‑
10％。
[0013]优选的，所述的步骤一的粘结剂包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯酸(PAA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯醇(PVA)或丙烯腈多元共聚物中的一种或几种混合。
[0014]优选的，所述的所述溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)。
[0015]优选的，所述的步骤二中的正极主材包括钴酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂、锂镍锰氧化物或锂镍钴锰氧化物中的一种或两种以上。
[0016]优选的，所述的第一导电剂和第二导电剂可以相同也可以不同，包括但不限于炭黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯及其混合导电浆料中的一种或几种混合。
[0017]优选的，所述的正极主材、第一导电剂、第二导电剂和粘结剂的质量比为90
‑
98：0.3
‑
1.5：0.3
‑
1.5：0.5
‑
2。
[0018]优选的，所述搅拌罐中，真空度≤
‑
90kPa，搅拌罐内部温度≤55℃。
[0019]优选的，所述步骤二中加入的胶液和步骤三中加入胶液的质量比为6:4。
[0020]优选的，所述的步骤六中调粘所需的溶剂量的计算方法为：
[0021]所述调粘所需的溶剂量A1、A2、
…
，降低固含的梯度系数为a，第一次降低固含的梯度系数为a1，第二次降低固含的梯度系数为a2，
……
第n次降低固含的梯度系数为a
n
。
[0022]根据以下公式计算：
[0023]第一次调粘所需的溶剂量A1：
[0024]A1＝B/(C
‑
a1)
‑
B/C
[0025]第二次调粘所需的溶剂量A2：
[0026]A2＝B/(C
‑
a1‑
a2)
‑
B/C
‑
A1[0027]…
[0028]第n次调粘所需的溶剂量A
n
：
[0029]A
n
＝B/(C
‑
a1‑
a2‑……‑
a
n
)
‑
B/C
‑
(A1+A2+
…
+A
n
‑1)
[0030]所需干粉总重为B，设计理论固含为C，降低固含的梯度系数a＝0.2
‑
3％，a1为第一次降低固含的梯度系数，a
n
为第n次降低固含的梯度系数，a1、a2、
……
、a
n
取值为a；当步骤五得到的浆料三的粘度不小于200000mpa
·
s，a≥1.5％，当步骤五粘度或步骤六调粘后浆料粘度为100000
‑
200000mpa
·
s，a＝1
‑
1.5％；当步骤五粘度或步骤六调粘后浆料粘度为30000
‑
100000mPa
·
s，a＝0.5
‑
1％；当步骤五粘度或步骤六调粘后浆料粘度为8000
‑
30000mPa
·
s，a＝0.2
‑
0.5％。
[0031]本专利技术的有益效果
[0032]本专利技术提出了一种锂离子电池正极匀浆工艺，该工艺是先将正极主材和第一导电剂混合，分批加入胶液和溶剂，比常用的干法匀浆工艺，改善了干粉不易分散的问题；比常用的湿法匀浆工艺，啮合效果更好，浆料分散更加均匀，易于涂布，设备损耗降低，浆料的稳定性同时得到改善。同时分步加入导电剂，保证导电剂与主材混合更加均匀，保证浆料的均匀一致性，提高锂离子电池的一致性。
[0033]所述的罐内的真空状态可以减少浆料中气体含量，避免后续涂布过程中出现因气泡导致的不良，过筛可以避免后续涂布过程中出现因颗粒导致的不良。分次调粘避免一次性加入溶剂过多导致粘度骤降，浆料稳定性不佳，固含量降低，导致下一个涂布工序中极片较难烘干，设备损耗大，不利于节约成本。
附图说明
[0034]图1为本专利技术提出的一种锂离子电池正极匀浆工艺流程图。
[0035]表1为本专利技术一种锂离子电池正极匀浆工艺实施例调粘数据。
[0036]表2为本专利技术一种锂离子电池正极匀浆工艺调粘降低固含的梯度系数的选择方法。
[0054]…
[0055]第n次调粘所需的溶剂量A
n
：
[0056]A
n
＝B/(C
‑
a1‑
a2‑……‑
a
n
)
‑
B/C...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
…
第n次调粘所需的溶剂量A
n
：A
n
＝B/(C
‑
a1‑
a2‑……‑
a
n
)
‑
B/C
‑
(A1+A2+
…
+A
n
‑1)所需干粉总重为B，设计理论固含为C，降低固含的梯度系数a＝0.2
‑
3％，a1为第一次降低固含的梯度系数，a
n
为第n次降低固含的梯度系数，a1、a2、
……
、a
n
...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫小舍，周永涛，杨允杰，
申请(专利权)人：华鼎国联动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：