一种锂离子电池油性浆料的制备工艺制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池油性浆料的制备工艺，第一步，将有机真溶剂和粘接剂加入搅拌罐中，在45-55℃下搅拌至粘接剂完全溶解，得到粘接剂溶液；第二步，将导电剂加入第一步得到的粘接剂溶液中，在45-55℃下搅拌，然后冷却至20-35℃；第三步，将潜溶剂加入第二步冷却后的溶液中，在20-35℃下搅拌；第四步，将活性材料加入第三步制得的溶液中，在20-35℃下搅拌，制成油性浆料。相对于现有技术，本发明专利技术通过在制备浆料的过程中加入潜溶剂并阶段式控制搅拌温度，能够防止浆料凝胶并提高浆料稳定性和一致性，并能得到粘接力较强的极片，采用这种极片制备的锂离子电池具有较好的容量一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种锂离子电池油性浆料的制备エ艺。
技术介绍
锂离子电池由于具有能量密度高、工作电压高、应用温度范围宽、循环寿命长等优点，而被广泛用作各种移动设备的电源，甚至在航空、航天、航海、汽车、医疗设备等领域中逐步取代其他的传统电池，尤其是其高能量密度更是为移动设备的小型化做出了重要贡献。锂离子电池的正负极浆料主要有油性及水性之分，目前锂电行业中负极活性材料主要是石墨，主要是采用水性配方エ艺，粘接剂主要是水性丁苯乳胶(SBR)，溶剂是水。另外 钛酸锂也可以作为负极材料，它必须使用油性配方(即溶剂是有机物)。而正极活性物质主要有钴酸锂(LCO)、镍酸锂(LNO)、锰酸锂(LMO)、镍钴锰酸锂(NCM)，镍钴铝酸锂(NCA)和镍钴镁酸锂(NCMg)等，主要是采用油性配方エ艺，粘接剂主要是聚偏ニ氟こ烯(PVDF)，溶剂是N-甲基吡咯烷酮(NMP)。然而，油性浆料存在ー个很大的缺点，那就是油性浆料在搅拌过程中粘度不稳定，严重的会形成果冻状的凝胶，无法进行涂布；而且浆料一旦凝胶只能报废，造成严重的生产浪费。形成果冻状的凝胶的原因一般认为是由于正极活性材料表面呈碱性，而聚偏ニ氟こ烯(PVDF)高分子链段在N-甲基吡咯烷酮(NMP)这种真溶剂中呈舒展的线条状，活性较高，容易与正极活性材料颗粒表面的碱性活性点反应，脱去HF并生成不稳定的双键，进一歩与正极活性材料颗粒表面的活性点交联，最終形成凝胶。在现有技术中，公开号为CN101047241A的中国专利申请公开了一种锂离子电池正极浆料及正极的制备方法，主要技术方案是先将正极活性物质与酸溶液接触使正极活性物质的强碱性变成了弱碱性，使正极活性物质容易和浆料相协调，使浆料的粘度适中，且浆料的粘度随时间的变化小，故而稳定了该正极浆料体系。但是此种方法效率低，浪费产能，并且酸溶液会溶解并破坏活性材料表面，残留的在活性物质表面的酸性物质还会造成电池容量损失、高温性能变差等问题。公开号为CN101047241A的中国专利申请公开了一种锂离子电池正极浆料，该正极浆料包括正极活性物质及溶剤，正极材料包括正极活性物质、粘接剂和导电剂；溶剂包括极性溶剂和非极性溶剤，非极性溶剂占溶剂总量的20-80%，其主要作用机理是把非极性溶剂当成ー种分散剂，用以减少浆料的团聚，并得到高温性能好的电池。但是此种方法中所用的非极性溶剂不能与高极性的N-甲基吡咯烷酮(NMP)真溶剂互溶，且无论高温还是常温下都不能够溶解聚偏ニ氟こ烯(PVDF)，会造成浆料的流动性能不佳，并且极片的粘接性能下降。有鉴于此，确有必要提供一种能够防止浆料凝胶并提高浆料的一致性和稳定性，从而提高极片的粘接性，提高锂离子电池容量一致性的锂离子电池油性浆料的制备エ艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在干针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池油性浆料的制备エ艺，该エ艺能够防止浆料凝胶，提高浆料的一致性和稳定性，从而提高极片的粘接性，提高锂离子电池容量一致性及循环性能，以克服现有技术中油性浆料容易凝胶、浆料一致性和稳定性差、极片粘接性差，以及由此导致的电池容量一致性差的不足。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案 一种锂离子电池油性浆料的制备エ艺，包括以下步骤第一歩，将有机真溶剂和粘接剂加入搅拌罐中，在45-55°C下搅拌至粘接剂完全溶解，得到粘接剂溶液；第二步，将导电剂加入第一歩得到的粘接剂溶液中，在45_55°C下搅拌，然后冷却至 20-35 0C ；第三歩，将潜溶剂加入第二步冷却后的溶液中，在20_35°C下搅拌；第四步，将活性材料加入第三步制得的溶液中，在20_35°C下搅拌，制成油性浆料。作为本专利技术锂离子电池油性浆料的制备エ艺的一种改进，所述有机真溶剂为N-甲基吡咯烷酮。所述真溶剂是指在溶解高分子(此处为高分子粘接剂)过程中起到真正的溶解作用的溶剤。作为本专利技术锂离子电池油性浆料的制备エ艺的一种改进，所述潜溶剂为甲こ酮、ニ异丁基甲酮，异佛尔酮和环己酮中的至少ー种。所述潜溶剂是在常温下不能溶解粘接剂，但在高温下可以溶解粘接剂的有机溶剂，潜溶剂在常温下即能与真溶剂互溶。作为本专利技术锂离子电池油性浆料的制备エ艺的一种改进，以潜溶剂和有机真溶剂的重量和为计，所述潜溶剂的重量百分比为5-50%。若潜溶剂的含量过高，会影响常温下粘接剂的溶解性能，导致浆料不均匀。而若潜溶剂的含量太低，又不能充分发挥防止浆料凝胶的作用。作为本专利技术锂离子电池油性浆料的制备エ艺的一种改进，以潜溶剂和有机真溶剂的重量和为计，所述潜溶剂的重量百分比为5-50%。作为本专利技术锂离子电池油性浆料的制备エ艺的一种改进，所述粘接剂为聚偏氟こ烯。作为本专利技术锂离子电池油性浆料的制备エ艺的一种改进，所述活性材料为钴酸锂(LCO)、镍酸锂(LNO)、锰酸锂(LMO)、镍钴锰酸锂(NCM)，镍钴铝酸锂(NCA)，镍钴镁酸锂(NCMg)和钛酸锂(LTO)中的至少ー种。作为本专利技术锂离子电池油性浆料的制备エ艺的一种改进，第二步中搅拌的持续时间为2-4小吋。搅拌时间太长，会影响生产效率，搅拌时间太短，又不能使导电剂得到充分的分散，最终影响电池的电性能。作为本专利技术锂离子电池油性浆料的制备エ艺的一种改进，第三步中搅拌的持续时间为O. 5-1. 5小时。搅拌时间太长，会影响生产效率，搅拌时间太短，又不能使真溶剂和潜溶剂充分混合，影响浆料一致性。作为本专利技术锂离子电池油性浆料的制备エ艺的一种改进，第四步中搅拌的持续时间为2-4小时。搅拌时间太长，会影响生产效率，搅拌时间太短，又不能使活性材料得到充分的分散，影响浆料一致性，最終导致电池的性能受到影响。相对于现有技术，本专利技术通过在制备浆料的过程中加入潜溶剂并阶段式控制搅拌温度，能够防止浆料凝胶并提高浆料稳定性和一致性，井能得到粘接力较强的极片。加入潜溶剂的作用在于所加入的潜溶剂是在常温下能与真溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)互溶、但对聚偏ニ氟こ烯(PVDF)溶解能力差的溶剂，从而可以有效的降低聚偏ニ氟こ烯(PVDF)高分子链和活性物质颗粒表面的交联活性，減少粘接剂与活性物质颗粒的交联团聚。而阶段式控制搅拌温度的作用在于既能保证未加入活性物质阶段导电碳粉的分散(此阶段在45-55°C下分散较好)，又能在加入活性物质后进一歩降低聚偏ニ氟こ烯(PVDF)高分子链与活性物质颗粒表面的交联活性(此阶段在20-35°C下搅拌较好)。而所加入的潜溶剂在温度较高时(极片涂布烘干过程中)可以很好的溶解聚偏ニ氟こ烯(PVDF)，从而不会降低聚偏ニ氟こ烯(PVDF)的粘接性能，从而保证极片的粘接性能，而采用这种极片制备的锂离子电池具备较好的容量一致性。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术及其有益效果进行详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例I正极浆料及正极极片的制备以钴酸锂(LCO)作为正极活性物质，按照配方调制成含有该活性物质的正极浆料，该衆料的固体成分包含90wt%的该正极活性物质,5wt%的聚偏ニ氟こ烯(PVDF)(粘接齐U)，5wt%的导电碳(导电剂)。该浆料使用NMP作为真溶剂，真溶剂占总溶剂(即潜溶剂和真溶剂之和)的95wt%，潜溶剂为甲こ酮，潜溶剂占总溶剂的5wt%，浆料的固体含量为75%，首先将真溶剂与聚偏ニ氟こ烯(PVDF本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖旭伦，谭欣欣，柳娜，邓耀明，徐磊敏，华斌，许瑞，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：