一种锂离子电池正极浆料的制备方法技术

技术编号:7197809 阅读:309 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提出了一种能够在微观方面对电池一致性进行有效控制的锂离子电池正极浆料的制备方法。该锂离子电池正极浆料由溶剂、聚偏氟乙烯、导电剂、磷酸铁锂正极材料混合而成,其制备方法是将溶剂、聚偏氟乙烯、导电剂、磷酸铁锂正极材料在65℃~70℃的温度环境内搅拌均匀,制成锂离子电池正极浆料。本发明专利技术在整个浆料制作过程中,使整个浆料体系处于较高温度下的恒温状态,同时利用向浆料体系中分批次投入原材料及溶剂的方法使浆料体系的粘度控制在一定范围内,并且在投入胶液之前所有的固体粉料要使用溶剂进行预混,使得浆料各组分在比常规合浆工艺更高的温度条件下更为剧烈的进行分子级的运动,从而得到微观方面的一致性更为优秀的电极浆料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池制造
,具体涉及到。
技术介绍
电动汽车具有低碳环保等特点,是汽车未来的发展方向,而随着电动汽车技术的发展,汽车厂商对电动汽车用锂离子动力电池的性能提高的要求也日益迫切。电动汽车用锂离子动力电池的一致性问题是制约整个电动汽车技术发展最大的瓶颈。目前解决单体电池一致性的方法主要集中在以下几种方式1、采用高精度的涂布机以提高电池极片横向及纵向方向上敷料量的一致性及涂片左右对称性;2、采取各种精密的制片设备提高单个极片间的一致性;3、采用高精度选片设备对极片重量进行挑选,以满足电池极片的一致性。上述方法仅仅从宏观方面对电池极片一致性进行控制,而不能解决微观上的诸如电极材料与导电剂、粘结剂的分散性的问题,而电极微观上的一致性恰恰是影响电池一致性最为直接的重要因素。电极的一致性由浆料的性质决定。传统的合浆工艺在制作过程中,整个体系处在比较低的温度下,在这种低温状态下,正极材料、PVDF、导电剂(SP或CNT)、溶剂等组分的分子扩散比较慢,合浆时仅仅依靠机械使上述物质相互混合,这样分散的效果比较差,导致微观上浆料的一致性很不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种能够在微观方面对电池一致性进行有效控制的锂离子电池正极浆料的制备方法。本专利技术的锂离子电池正极浆料的制备方法,该锂离子电池正极浆料由溶剂、聚偏氟乙烯、导电剂、磷酸铁锂正极材料混合而成,其制备方法的关键在于所述溶剂、聚偏氟乙烯、导电剂、磷酸铁锂正极材料是在65°C 70°C的温度环境内搅拌均勻,制成锂离子电池正极浆料的。采用高温条件下合浆搅拌的方式,在高温(65°C 70°C)条件下可以使浆料的各组分分子的扩散运动更剧烈,从而促使组分分散更为均勻,进而从微观上保证电池极片的一致性。进一步地,所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。进一步地,所述导电剂为导电炭黑、导电石墨中的一种或者几种。进一步地,所述聚偏氟乙烯、导电剂、磷酸铁锂正极材料的重量配比为聚偏氟乙烯导电剂磷酸铁锂正极材料=3% 4%: 2 4%:拟% 95% ;所述溶剂质量固体材料质量 =45% 55%,所述固体材料质量为聚偏氟乙烯、导电剂和磷酸铁锂正极材料的总质量。具体来说,上述的锂离子电池正极浆料的制备方法包括如下步骤A 向行星搅拌桶中加入20 30Wt%的溶剂,在65°C 70 V的温度环境内搅拌,将溶剂温度提升至65 68 °C ;B:停止搅拌,将聚偏氟乙烯全部加入行星搅拌桶中,在65°C 70°C的温度环境内搅拌,制得温度为65 68°C,粘度为2000 3500mpa. s的第一级浆料;C 向制得的第一级浆料中加入20% 30Wt%的溶剂和全部的导电剂,在65°C 70°C的温度环境内搅拌,制得温度为65 68°C,粘度为4300 5500mpa. s的第二级浆料;D 向制得的第二级浆料中加入20% 30Wt%的溶剂及磷酸铁锂正极材料,在65°C 70°C的温度环境内搅拌,制得温度为65 68°C,粘度为5500 7000mpa. s的第三级浆料; 加入的磷酸铁锂正极材料占全部磷酸铁锂正极材料的50% ;E 向制得的第三级浆料中加入10% 40Wt%的溶剂及剩下的50%磷酸铁锂正极材料, 在65°C 70°C的温度环境内搅拌,制得温度为65 68°C,粘度为6500 7500mpa. s的第四级浆料;F 将制得的第四级浆料在18°C 20°C的温度环境内冷却,并在第四级浆料的温度下降至45°C以下时开始抽真空,制得粘度为7800 8300mpa. s的锂离子电池正极浆料。所述F步骤中,真空度要求为-0. 08MPa -0. IMPa,真空保持时间不小于1小时。所述各步骤中,是利用向行星搅拌桶通入相应温度的恒温循环水的方法来控制搅拌环境温度的。本专利技术的锂离子电池正极浆料的制备方法在整个浆料制作过程中,通过控制浆料体系温度使整个浆料体系处于较高温度下的恒温状态,同时利用向浆料体系中分批次投入原材料及溶剂的方法使浆料体系的粘度控制在一定范围内,并且在投入胶液之前所有的固体粉料要使用溶剂进行预混,使得浆料各组分在比常规合浆工艺更高的温度条件下更为剧烈的进行分子级的运动,从而得到微观方面的一致性更为优秀的电极浆料。具体实施例方式下面通过对实施实例的描述,对本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。实施例1 本实施例的锂离子电池正极浆料由作为溶剂的N-甲基吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、作为导电剂的导电炭黑、磷酸铁锂正极材料混合而成,聚偏氟乙烯、导电剂、磷酸铁锂正极材料的重量配比为聚偏氟乙烯导电剂磷酸铁锂正极材料=4%:4%:拟%,溶剂质量固体材料质量 =50%,所述固体材料质量为聚偏氟乙烯、导电剂和磷酸铁锂正极材料的总质量。本实施例的锂离子电池正极浆料的制备方法的关键在于所述溶剂、聚偏氟乙烯、 导电剂、磷酸铁锂正极材料是在65°C 70°C的温度环境内搅拌均勻,制成锂离子电池正极浆料的,具体来说包括如下步骤A 向行星搅拌桶中加入25Wt%的N-甲基吡咯烷酮,通65°C 70°C的恒温循环水,水的流速为2. 5 3. 5m3/min,开启搅拌,设定公转5HZ 10HZ、分散5HZ 10HZ,将N-甲基吡咯烷酮温度提升至65 68 °C ;B 停止搅拌,将聚偏氟乙烯全部加入行星搅拌桶中,通65°C 70°C的恒温循环水,水的流速为2. 5 3. 5m3/min,开启搅拌,设定公转30HZ 40HZ、分散30HZ 40HZ,搅拌3 5小时,制得温度为65 68°C,粘度为2000 3500mpa. s的第一级浆料;C 向制得的第一级浆料中加入25Wt%的溶剂和全部的导电剂,通65°C 70°C的恒温循环水,水的流速为1. 8 2. 2m3/min,开启搅拌,设定公转30 35HZ、分散30 35HZ,搅拌 1 3小时,制得温度为65 68°C,粘度为4300 5500mpa. s的第二级浆料;D 向制得的第二级浆料中加入25Wt%的溶剂及磷酸铁锂正极材料,通65°C 70°C的恒温循环水,水的流速为1. 8 2. 2m3/min,开启搅拌,设定公转30 35HZ、分散30 35HZ, 搅拌1 1. 5小时,制得温度为65 68°C,粘度为5500 7000mpa. s的第三级浆料;加入的磷酸铁锂正极材料占全部磷酸铁锂正极材料的50% ;E :向制得的第三级浆料中加入10% 40Wt%的溶剂及剩下的50%磷酸铁锂正极材料,通65°C 70°C的恒温循环水,水的流速为2. 0 2. 4m3/min,开启搅拌,设定公转30 35HZ、分散30 35HZ,搅拌2 2. 5小时,制得温度为65 68°C,粘度为6500 7500mpa. s的第四级浆料;F 将行星搅拌桶通18°C 20°C的恒温循环水,水的流速为3. 0 3. 5m3/min,在第四级浆料的温度下降至45°C以下时开始抽真空,真空度要求为-0. OSMPa -0. IMPa,真空保持时间不小于1小时,制得粘度为7800 8300mpa. s的锂离子电池正极浆料。权利要求1.,该锂离子电池正极浆料由溶剂、聚偏氟乙烯、 导电剂、磷酸铁锂正极材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极浆料的制备方法,该锂离子电池正极浆料由溶剂、聚偏氟乙烯、导电剂、磷酸铁锂正极材料混合而成,其制备方法的特征在于所述溶剂、聚偏氟乙烯、导电剂、磷酸铁锂正极材料是在65℃~70℃的温度环境内搅拌均匀,制成锂离子电池正极浆料的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:翟冬
申请(专利权)人:奇瑞汽车股份有限公司
类型:发明
国别省市:34

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