CN102148365A - 一种锂离子电池负极材料的预处理方法 - Google Patents

一种锂离子电池负极材料的预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池负极材料的预处理方法，将石墨粉和导电剂在融合球化机中进行球化处理，然后再进行过筛。本发明对石墨粉进行球化处理，可以去除石墨粉颗粒表面的毛刺，改善石墨粉颗粒的分布及表面状态，使石墨粉具有较好的一致性，从而提高了锂离子电池的性能；而且本发明的预处理方法操作简单，易于控制，生产成本较低，适合工业化生产。另外，本发明的预处理方法中将导电剂与石墨粉一同进行球化处理，能够实现导电剂与石墨粉均匀混合，在合桨投料过程中由于导电剂的均匀分散，降低了导电剂的团聚，提高浆料的均一性。

Description

一种锂离子电池负极材料的预处理方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池负极材料的预处理方法。
背景技术
锂离子电池以其电压高、比容量大等优点而广泛应用于笔记本电脑、摄像机、数码照相机、PDA、以及其它移动通讯设备终端产品上，其规格多、应用广、需求量大。目前，锂离子电池通常采用的生产工艺为：合桨、涂布、辊压切片、配片叠片、封口注液、化成、大电流测试。负极材料是电池性能的决定因素，一般包括石墨粉、导电剂、粘结剂等，其中石墨粉的颗粒形貌、粒度分布直接影响成品电池的容量及循环寿命，如石墨粉颗粒不规则、粒度分布不均匀，会影响负极材料的一致性，容易在电池内部导致局部缺陷，最终降低锂离子电池的使用寿命。另外在锂离子电池制备的合桨步骤中，导电剂难于分散，并且容易发生团聚，一方面团聚较大的被合桨后过滤掉，影响导电剂的使用率，另一方面团聚较小的不会被过滤除去从而留在料浆当中，影响浆料的均一性，从而导致锂离子电池的容量和循环寿命的降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子电池负极材料的预处理方法，同时解决原料一致性和合桨均一性的问题，从而提高锂离子电池的容量和循环寿命。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种锂离子电池负极材料的预处理方法，将石墨粉和导电剂在融合球化机中进行球化处理，然后再进行过筛。
所述融合球化机的回转容器的转速为1250-1700r/min，融合头的震动频率350-600Hz，球化处理时间为15-50min。
所述过筛步骤的筛孔孔径为20-30μm。
所述融合球化机的融合头与回转容器旋转室壁之间的间隙为2mm。
本发明对石墨粉进行球化处理，可以去除石墨粉颗粒表面的毛刺，改善石墨粉颗粒的表面形态及分布，使石墨粉具有较好的一致性，从而提高了锂离子电池的性能，而且本发明的预处理方法对石墨粉原料的要求较低，普通的人造石墨粉也可以适用本发明的预处理方法，因此可以降低生产的成本；而且本发明的预处理方法操作简单，易于控制，生产成本较低，适合工业化生产。另外，本发明的预处理方法中将导电剂与石墨粉一同进行球化处理，能够实现导电剂与石墨粉均匀混合，在合桨投料过程中能够提高导电剂的分散度，避免了导电剂的团聚，提高浆料的均一性。
附图说明
图1为融合球化机内部的结构示意图。
具体实施方式
实施例
本发明的锂离子电池负极材料的预处理方法为：
1、将石墨粉和导电剂在融合球化机中进行球化处理，调节融合球化机的运行参数：回转容器的转速为1500r/min，融合头的震动频率约500Hz，球化处理时间为30min。该步骤的融合球化机的内部结构如图1所示，包括旋转室1、铲头2和圆柱融合头3。圆柱融合头产生的高频振动能够对粉体产生强烈压缩和剪切应力，这些力会产生足够的热量使子石墨粉中的细微粒子熔化在母粒子的表面，产生一定的包覆作用，使石墨颗粒的表面形态趋于球状，而且石墨粉颗粒的粒度也会趋于均一，提高了石墨粉材料的一致性。融合头与旋转室壁之间的间隙可以控制包覆层的厚度，本实施例的间隙为2mm。固定铲头可以打破和打乱容器壁上粒子的内层或结块，将压缩后的粉体送回到旋转室，并且每个压缩过程后，受到应力颗粒被反复的与新颗粒接触，粉体层中的每个单一颗粒都得到了处理；而且在处理过程中导电剂与石墨粉均匀分散、混合，避免了导电剂在合桨时产生的团聚，提高合桨浆料的均一性。
2、将球化处理的石墨粉和导电剂过25μm的筛子，去除处理过程中的超细颗粒，保证石墨粉材料颗粒的一致性。
经本发明的方法处理得到的原料用于制备锂离子电池，能够提高电解液的浸液能力，提高电池容量及循环寿命。本发明采用通常制备锂离子电池的方法对预处理后的原料进行试验并对锂电池进行性能检测，并与原料未经预处理的试验相对比，具体如下：
通常锂离子电池的制备工艺为：合桨，涂布，辊压切片，配片叠片，封口注液，化成，大电流测试。最终的试验及检测结果如表1所示：
表1试验及检测结果
  项目   原料未经预处理   原料经预处理   对比效果
  电池容量(AH) 190AH 214AH 效果提高约12％
  循环衰减率(1000次) 15％ 7％ 循环衰减率大大降低
生产效率   每台切片机每天切片约4000片   每台切片机每天切片约5000片 效率提高约25％
从上表可以看出，由于石墨粉原料经融合球化处理后，颗粒分布更加均一，颗粒之间的差异大大缩小，使得原料压实变得更加容易，因此在辊压步骤中可以提高生产的效率；而且导电剂在预处理步骤即与石墨粉混合，使得在后的合桨步骤浆料混合更加均一，从而采用本发明预处理后的原料制备的锂离子电池，其容量及循环衰减率有所改善，提高锂离子电池的性能。

Claims (4)

1.一种锂离子电池负极材料的预处理方法，其特征在于：将石墨粉和导电剂在融合球化机中进行球化处理，然后再进行过筛。
2.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于：所述融合球化机的回转容器的转速为1250-1700r/min，融合头的震动频率350-600Hz，球化处理时间为15-50min。
3.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于：所述过筛步骤的筛孔孔径为20-30μm。
4.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于：所述融合球化机的融合头与回转容器旋转室壁之间的间隙为2mm。
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