CN103418300B - 用于锂离子电池制造的搅拌装置的搅拌工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于锂离子电池制造的搅拌装置及工艺，包括机械搅拌机和管道超声纳米分散机，机械搅拌机底部的出料口通过传送管道与循环泵的进料口相连，循环泵的出料口与管道超声纳米分散机底部的进料口相连，管道超声纳米分散机上部设有出料口，出料口通过管道与机械搅拌机上部的回料口相连。利用此装置用于搅拌可改善浆料颗粒度，确保均匀；改善浆料分散效果，确保稳定，杜绝浆料沉降和上浮现象；缩短搅拌时间，提升效率、降低能耗；提升电芯低温和放电倍率性能。

Description

用于锂离子电池制造的搅拌装置的搅拌工艺

技术领域

本发明涉及一种用于锂离子电池制造的搅拌装置及其工艺，属于锂离子电池制造技术领域。

背景技术

目前，锂离子电池制造中，材料搅拌工艺是将各种化工材料混合添加一种粘结剂，再通过搅拌机搅拌而成。其不足之处：首先，搅拌出的浆料颗粒度是根据原有材料而定，有大有小无法控制；其次，搅拌工艺时间较长，需要10小时以上，生产效率低、能耗大；另外，搅拌的浆料分散效果不稳定，容易出现沉降和上浮现象。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于锂离子电池制造的搅拌装置的搅拌工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于锂离子电池制造的搅拌装置，特点是：包括机械搅拌机和管道超声纳米分散机，机械搅拌机底部的出料口通过传送管道与循环泵的进料口相连，循环泵的出料口与管道超声纳米分散机底部的进料口相连，管道超声纳米分散机上部设有出料口，所述出料口通过管道与机械搅拌机上部的回料口相连。

进一步地，上述的用于锂离子电池制造的搅拌装置，所述机械搅拌机为双行星搅拌机。

本发明用于锂离子电池制造的搅拌工艺，包括以下步骤：

1）按成分配比称取有机溶剂，有机溶剂加入到机械搅拌机内；

2）称取粘结剂加入到机械搅拌机内，机械搅拌机采用公转10Hz和自转100Hz两种方式相结合进行搅拌160～180分钟；

3）机械搅拌机停止搅拌，称取导电碳粉加入到机械搅拌机内，机械搅拌机采用公转35Hz和自转800Hz两种方式相结合进行搅拌，同时开启管道超声纳米分散机，搅拌后物料流转到管道超声纳米分散机内进行分散，分散后的物料再流转到机械搅拌机内进行搅拌，循环搅拌分散160～180分钟；

4）停止搅拌机和管道超声纳米分散机，称取活性物质加入到机械搅拌机内，机械搅拌机采用公转35Hz和自转800Hz两种方式相结合进行搅拌，同时开启管道超声纳米分散机，搅拌后物料流转到管道超声纳米分散机内进行分散，分散后的物料再流转到机械搅拌机内进行搅拌，循环搅拌分散80～100分钟；

5）关闭搅拌机和管道超声纳米分散机，抽真空20～30分钟进行消泡，即获得搅拌分散好的浆料。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明改善浆料颗粒度，确保均匀；改善浆料分散效果，确保稳定，杜绝浆料沉降和上浮现象；缩短搅拌时间，提升效率、降低能耗；提升电芯低温和放电倍率性能。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，用于锂离子电池制造的搅拌装置，包括机械搅拌机1和管道超声纳米分散机5，机械搅拌机1底部的出料口2通过传送管道3与循环泵4的进料口相连，循环泵4的出料口与管道超声纳米分散机5底部的进料口相连，管道超声纳米分散机5上部设有出料口6，出料口6通过管道7与机械搅拌机上部的回料口相连，机械搅拌机1采用双行星搅拌机。

用于锂离子电池制造的搅拌工艺，包括以下步骤：

1）按成分配比称取有机溶剂，有机溶剂加入到机械搅拌机内；

2）称取粘结剂加入到机械搅拌机内，机械搅拌机采用公转10Hz和自转100Hz两种方式相结合进行搅拌160～180分钟；

3）机械搅拌机停止搅拌，称取导电碳粉加入到机械搅拌机内，机械搅拌机采用公转35Hz和自转800Hz两种方式相结合进行搅拌，同时开启管道超声纳米分散机，搅拌后物料流转到管道超声纳米分散机内进行分散，分散后的物料再流转到机械搅拌机内进行搅拌，循环搅拌分散160～180分钟；

4）停止搅拌机和管道超声纳米分散机，称取活性物质加入到机械搅拌机内，机械搅拌机采用公转35Hz和自转800Hz两种方式相结合进行搅拌，同时开启管道超声纳米分散机，搅拌后物料流转到管道超声纳米分散机内进行分散，分散后的物料再流转到机械搅拌机内进行搅拌，循环搅拌分散80～100分钟；

5）关闭搅拌机和管道超声纳米分散机，抽真空20～30分钟进行消泡，即获得搅拌分散好的浆料。

分别采用机械搅拌（30L双行星搅拌机，公转40rpm，自转1500rpm）及管道超声分散搅拌（功率4KW，频率20KHz，流量10L/min）相结合搅拌分散同一种浆料，通过不同搅拌时间来搅拌浆料，用激光粒度仪测量浆料的D50，管道超声分散搅拌可以显著分散浆料，显著降低浆料颗粒度。

用光散射仪分别测试两种搅拌后浆料分散稳定性，用机械搅拌工艺搅拌的浆料在5小时的测量过程中出现了严重的团聚而同时存在沉降和上浮现象，而管道超声分散搅拌的浆料在5小时内很好的抑制浆料颗粒发生团聚而保持较好的稳定性。

分别采用0.2C/0.5C/1C放电，测量并计算不同倍率下放电容量与充电容量的比值，管道超声分散搅拌的浆料相对于机械搅拌的浆料生产出的电芯具有更好的低温和倍率性能。

本发明工艺缩短搅拌时间2小时以上，搅拌工艺降低了浆料的粘度（原有为8000-10000，该搅拌工艺搅拌后为6000-7000）；搅拌后浆料的颗粒度降低，杜绝了浆料沉降和上浮的现象；原工艺搅拌后浆料再未搅动情况下会沉降和上浮，该搅拌工艺搅拌后浆料不会出现此现象；搅拌的浆料制备出的产品的低温性能和倍率性能大幅提升。

综上所述，本发明改善浆料颗粒度，确保均匀；改善浆料分散效果，确保稳定，杜绝浆料沉降和上浮现象；缩短搅拌时间，提升效率、降低能耗；提升电芯低温和放电倍率性能。

需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.用于锂离子电池制造的搅拌装置的搅拌工艺，包括机械搅拌机和管道超声纳米分散机，机械搅拌机底部的出料口通过传送管道与循环泵的进料口相连，循环泵的出料口与管道超声纳米分散机底部的进料口相连，管道超声纳米分散机上部设有出料口，所述出料口通过管道与机械搅拌机上部的回料口相连所述机械搅拌机为双行星搅拌机，其特征在于包括以下步骤：

1）按成分配比称取有机溶剂，有机溶剂加入到机械搅拌机内；

2）称取粘结剂加入到机械搅拌机内，机械搅拌机采用公转10Hz和自转100Hz两种方式相结合进行搅拌160～180分钟；

3）机械搅拌机停止搅拌，称取导电碳粉加入到机械搅拌机内，机械搅拌机采用公转35Hz和自转800Hz两种方式相结合进行搅拌，同时开启管道超声纳米分散机，搅拌后物料流转到管道超声纳米分散机内进行分散，分散后的物料再流转到机械搅拌机内进行搅拌，循环搅拌分散160～180分钟；

4）停止搅拌机和管道超声纳米分散机，称取活性物质加入到机械搅拌机内，机械搅拌机采用公转35Hz和自转800Hz两种方式相结合进行搅拌，同时开启管道超声纳米分散机，搅拌后物料流转到管道超声纳米分散机内进行分散，分散后的物料再流转到机械搅拌机内进行搅拌，循环搅拌分散80～100分钟；

5）关闭搅拌机和管道超声纳米分散机，抽真空20～30分钟进行消泡，即获得搅拌分散好的浆料。