CN105170002A - 高速分散设备、浆料、电池极片以及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明属浆料制备以及电池制备技术领域，尤其是涉及一种高速分散设备、一种浆料、电池极片、锂离子电池。其中高速分散设备包括同轴设置的分散桶和分散轮，分散轮位于分散桶内；分散桶包括具有螺旋轨道的侧壁，并且螺旋轨道位于侧壁的内表面；分散轮包括筒体以及开孔，筒体的筒体壁的外表面具有多个齿状结构的凸起，开孔采用平截头体结构，并将其设置于筒体壁上。这种设计可以有效提高设备对浆料的分散能力。利用该设备制备的浆料的内部物质的分散将更为均匀，活性物质之间的团聚现象将明显减轻。利用上述浆料制备的电池极片的阻抗更小，利用上述浆料或电池极片制备的锂离子电池的电性能得到明显改善。

Description

高速分散设备、浆料、电池极片以及锂离子电池

技术领域

本发明属浆料制备以及电池制备技术领域，尤其是涉及一种高速分散设备、一种浆料、电池极片以及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电率低、无记忆效应、较宽的工作温度以及一定程度的快速充放电能力等优势在现代社会得到了广泛的应用。现有的锂离子电池工业化生产工艺流程通常为：制浆、涂布、装配以及化成。其中，制浆工艺的优劣直接影响正负极材料性能的发挥，进而决定了成品电池的性能与质量。衡量制浆工艺好坏的标准是正负极浆料分散的程度，获得各种配比的原料分散均匀且各物质无显著团聚的正负极浆料是理想的情况。

通常情况下，进行了更好的分散的浆料，意味着其内部组分分散的更均匀，内部组分团聚现象的减轻，直接带来的结果便是导电物质在制得的浆料中分布的更加均一、活性物质可被电解液充分的浸润，从而使得电池极片阻抗分布的更加均匀，同时还可以使极片阻抗下降，实现制得电池内阻的下降，倍率放电性能提升。另外因浆料分散均匀，各电池间性能差异与容量差异将会进一步缩小，从而使得后期进行电池配组的难度下降，制程一致性得到明显的提升。

传统上，正负极浆料采用“行星—分散”式制浆设备进行生产，并且在采用“行星—分散”式制浆设备进行生产的同时，引入了高速分散设备以期实现对正负极浆料的进一步分散。其中，“行星—分散”式制浆设备为锂离子电池制浆生产的传统设备，其优点在于行星式搅拌桨在粉料与制浆溶剂预混合的方面效果优秀，并可通过改善设备能力(如配合自动投料系统等)，实现单锅一次获得超过300升的浆料，同时可以减少环境水分及粉尘对于浆料性质的影响。然而其设备的基本结构仅仅采用为数不多的分散盘，且分散盘的直径受匀浆锅内径及分散盘与搅拌桨的空间分布限制，因此制约了其对于浆料的分散性能，因而其仅仅适用于实现浆料的预混合。

现有的高速分散设备通常采用同轴的圆柱形离心桶结构，其利用了浆料中的颗粒与分散轮中微孔产生的剪切作用以及液流之间的流速差异而产生的剪切作用，同时配合浆料中粒子之间的相对运动产生的摩擦作用以及浆料粒子与容器壁之间的撞击作用从而实现了对已经进行过预混合的浆料的进一步分散。

在实际使用中，上述“行星—分散”制浆设备具有以下方面的不足：

首先，“行星—分散”制浆设备因其结构的制约，分散能力很差，对于微米级别材料的团聚体的分散能力很有限。在纳米活性物质及纤维状导电剂使用比例逐渐提高的今天，其对于浆料的分散质量很难保证，从而导致活性物质性能发挥不良，导电材料导电效果发挥不佳的现象。

其次，如果单纯采用“行星—分散”式制浆设备进行匀浆操作，通常单锅产出分散性能较好的普通浆料需要耗时8-9小时，若是用于分散对分散性能要求更高的纳米材料或纤维材料，其耗时更是要延长至16小时甚至更长的时间。并且由于传统的“行星—分散”设备用电功率较大，更长的匀浆时间带来的不仅仅是生产周期的延长，更是能耗的提高；另外为保证设备的运行，更长的运行时间意味着需要投入更多的劳动力进行设备的看管，这同样带来了成本的提高。更多的劳动力的引入带来的另一个问题便是人员操作的随意性导致的制程控制不到位，会对浆料质量的稳定性产生严重的影响，同样也会影响成品电池的一致性。

此外，为弥补因制浆时间的延长而导致的较低的制浆效率，通常需要多台设备同时作业以保证对于浆料的供应，设备台套的增多，意味着设备占地面积的增大、管线铺设的复杂，从而提高了厂房的建设成本、维修费用以及相应的除尘除湿设备运行费用。

现阶段的高速分散设备在一定程度上弥补了单纯的“行星—分散”设备在进行浆料生产过程中的上述问题，然而其在实际使用中依旧存在如下的问题：

首先，浆料的分散程度直接受浆料在分散设备中停留时间的限制，然而因现有分散桶内结构的设计原因，浆料在经过分散轮直接与分散桶内壁碰撞后，便可能从出料口流出，浆料在分散桶内停留的时间普遍较短，因此其分散程度因受到停留时间限制而相对较差。

此外，虽然其利用了浆料中的颗粒与分散轮中微孔产生的剪切作用以及液流之间的流速差异而产生的剪切作用，同时配合浆料中粒子之间的相对运动产生的摩擦作用以及浆料粒子与容器壁之间的撞击作用实现了对已经进行过预混合的浆料的进一步分散，然而，其分散轮对于浆料的剪切作用依旧较弱，设备分散能力因受剪切作用的制约也受到限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何在保证分散过程中低成本和高效率的同时，进一步提高对浆料的分散作用。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高速分散设备，包括同轴设置的分散桶和分散轮，所述分散轮位于所述分散桶内；

所述分散桶包括具有螺旋轨道的侧壁，并且所述螺旋轨道位于所述侧壁的内表面；

所述分散轮包括筒体以及开孔，所述筒体的筒体壁的外表面具有多个齿状结构的凸起，所述开孔设置于所述筒体壁上；并且所述分散轮的旋转方向与所述螺旋轨道的旋转方向相反。

优选地，所述开孔为平截头体结构。

优选地，所述平截头体结构的开孔的面积较大的底面设置于所述筒体壁的内表面，所述平截头体结构的开孔的面积较小的底面设置于所述筒体壁的外表面。

优选地，所述开孔贯穿所述筒体壁。

优选地，所述齿状结构的凸起平行于所述筒体的轴向方向，或与所述筒体的轴向方向呈一定夹角。

优选地，所述多个齿状结构的凸起平行间隔排列。

优选地，所述齿状结构的凸起在所述筒体的轴向方向上投影小于或等于所述筒体的高度；

所述筒体的与所述筒体的轴向方向平行或成一定夹角的一条状外表面上设置有一个或多个所述齿状结构的凸起。

本发明还公开了一种浆料,所述浆料利用权利要求上述设备进行分散后得到。

本发明还公开了一种电池极片，所述电池极片利用上述浆料制备形成。

本发明还公开了一种锂离子电池，所述锂离子电池利用上述浆料或上述电池极片制备形成。

本发明提供的上述技术方案具有以下有益效果：

首先，本发明提供的高速分散设备，其分散桶侧壁内侧设置有螺旋轨道，工作过程中待分散物质在进入本发明公开的高速分散设备后，其在受到分散轮给予的剪切作用力而被离心甩出分散轮，撞击分散桶内壁时，并不会直接从设置于分散桶上的出料口(出料口位于分散桶上，且其位于分散桶上端位置)中流出，而会因受到设置于分散桶侧壁内表面上的螺旋轨道的作用力，而被强制滞留于分散桶中，直到整个分散桶内待分散物质从分散桶底部向上逐渐填充最终充满整个分散桶后，才会有物料(即浆料)从设置于分散桶上的出料口中流出。进一步地，设置分散轮的旋转方向与分散桶中螺旋轨道的旋转方向相反，可以更有效的延长浆料在分散桶内的滞留时间，从而实现对待分散物质更好的分散作用，并且可以获得更少团聚的浆料。

其次，本发明提供的高速分散设备，其分散轮筒体的外表面采用齿状外观。在高速分散过程中，待分散物料会受到强烈的剪切作用，相比现有高速分散设备其齿状外观与进入本发明公开的高速分散设备的待分散物料间的剪切作用力更强，因而分散轮对于进入本发明公开的高速分散设备的待分散物料的分散能力也就越强，抑制待分散物料团聚现象的能力也就越明显，从而可以获得相对现有设备更好的分散效果。进一步地，分散轮上设置的平截头体结构的开孔，使得通过开孔的浆料在通过开孔的过程中有一明显的加速过程，经过加速的浆料会与分散轮上的开孔产生更加强烈的剪切作用，从而进一步提高了本发明公开的设备对于浆料的分散能力。

本发明提供的浆料具备以下的优点：因本发明提供的浆料在制备过程中利用了本发明公开的高速分散设备，因而，其内部物质的分散将更为均匀，活性物质之间的团聚现象将明显减轻，制备的采用纳米级材料等超细粉末或长链纤维状物质的浆料的分散效果较现有设备及方式的效果提升尤为明显。同时浆料各处的黏度、固含量以及均一度良好且批次间统一性、稳定性得到提高。

本发明提供的电池极片具备以下的优点：因本发明提供的电池极片在制备过程中采用了本发明公开的浆料，因而本发明公开的极片具有内阻分布均匀，极片阻抗低等明显特点，同时因本发明提供的浆料具有良好的分散效果，所以本发明提供的极片外观良好，没有明显的因浆料团聚原因导致的亮点或黑点。又由于本发明提供的浆料各处的黏度、固含量以及均一度良好且批次间稳定性良好，因而本发明提供的极片各处面密度差异小，采用相同工艺制备的各批次的极片间面密度差异小，均一程度明显提高。

本发明提供的锂离子电池具备以下的优点：本发明提供的锂离子电池在制备过程中采用了本发明公开的浆料和/或本发明公开的电池极片，因此本发明公开的锂离子电池相对于传统工艺制备的锂离子电池，具有更低的内阻且同批次及采用相同工艺的不同批次间的电池的内阻差异较小，均一度明显提高。又由于本发明提供的浆料各处的黏度、固含量以及均一度良好且批次间稳定性良好以及本发明提供的极片各处面密度差异小及采用相同工艺制备的各批次的极片间面密度差异小的特点，本发明提供的锂离子电池无论相同批次或者采用同种工艺的不同批次间容量差异也相较传统工艺明显缩小，使得进行后续配组的难度明显下降。浆料分散程度的提高使极片活性物之间的团聚被打开，因而活性物质与电解液直接接触的可能性与接触程度便明显提高，因电解液对于活性物质浸润能力的提高，活性物质发挥容量的难度也就相应降低，电池在循环过程中出现的极化便会明显下降，因而电池的倍率充放电性能、高低温放电性能、克容量以及平台电压也会相应的提高，因此电池的放电功率、比能量以及比容量得到同时提升，循环性能也会相应的获得提升。

附图说明

图1是本发明的高速分散设备的分散桶的结构示意图；

图2是本发明的高速分散设备的分散轮的结构示意图。

图3是本发明的高速分散设备的开孔的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明公开了一种高速分散设备，包括同轴设置的分散桶和分散轮，其中分散轮位于分散桶内；分散桶包括具有螺旋轨道的侧壁，并且螺旋状轨道位于侧壁的内表面，如图1所示。分散轮包括筒体以及开孔，筒体的筒体壁的外表面具有多个齿状结构的凸起，开孔设置于筒体壁上，如图2所示。开孔除可设置于相邻凸起之间，亦可设置于凸起之上，可采用先加工孔后加工凸起的加工方式实现开孔位置的随机分布或特定分布。分散桶的螺旋轨道向内朝向分散桶中心，分散轮的齿状结构的凸起向外朝向分散桶内壁，用于使通过该分散轮的浆料向外进行分散。工作时，分散轮的旋转方向与螺旋轨道的旋转方向相反。分散轮中部通过一连接器与传动轴连接，进而通过传动轴控制分散轮的工作状态。

本发明提供的高速分散设备，其分散桶内壁具有使浆料强制滞留的导流螺旋轨道结构，因而浆料在本发明提供的高速分散设备中滞留时间明显延长，相比现有高速分散技术中浆料在分散桶内滞留时间为30秒左右，本发明可以明显通过延长浆料在分散设备内的滞留时间提高高速分散设备对浆料分散的能力。

其次，本发明提供的高速分散设备，其分散轮外壁采用齿状外观，因而在本发明所提供的高速分散设备内的浆料，在高速分散过程中，会受到强烈的剪切作用，从而可以获得相对现有设备更好的分散效果。相比现有高速分散设备，进入本发明公开的高速分散设备的待分散物料间的剪切作用力更强，因而分散轮对于进入本发明公开的高速分散设备的待分散物料的分散能力也就越强，抑制待分散物料团聚现象的能力也就越明显。

进一步地，开孔为平截头体结构，如图3所示，1、2分别为平截头体结构的两个底面。平截头体开孔的面积较大的底面设置于筒体壁的内表面，平截头体开孔的面积较小的底面设置于筒体壁的外表面。这种结构设计的开孔，根据流体力学相关知识，待分散物质在进入本发明公开的高速分散设备后，其在受到离心作用而被甩出分散轮的过程中，在通过这一平截头体结构的开孔结构时会出现一明显的加速过程，这一明显的加速过程使得待分散物料与分散轮的开孔结构间的剪切力明显增强，因而整个分散设备对于待分散物料的分散能力也就随之增强，抑制待分散物料团聚现象的能力也就越明显。

进一步地，上述的开孔结构采用的平截头体结构外观，可以是圆台、棱台或其他异形结构形成的平截头体。

进一步地，开孔贯穿筒体壁，此设计使浆料可以通过开孔甩向分散桶内壁。

进一步地，每个齿状结构的凸起可延筒体的轴向方向设置，亦可与筒体的轴向方向呈一定夹角

优选地，多个齿状结构的凸起平行间隔排列，但是多个凸起也可以不相互平行，可以各自有自己的方向。

齿状结构的凸起在筒体的轴向方向上投影小于或等于筒体的高度，即单个齿状突起可以贯通整个分散轮(与分散轮的上下底面均接触)，也可以不贯穿整个分散轮(不同时与分散轮的上下底面接触)。筒体的与筒体的轴向方向平行或成一定夹角的一条状外表面上设置有一个或多个齿状结构的凸起。一个凸起可以分开成为几个凸起。本发明不对齿状凸起的分布方向(是否与轴向方向平行、与轴向呈夹角、各个凸起方向的关系等)及形貌(断续或贯通等)做限定，可以采用其他一切有利于提高分散能力的形状和个数。对应于上述设备本发明还公开了一种高速分散设备的使用方法，方法利用上述高速分散设备，并且从上向下观察设备，在使用时分散轮的旋转方向与分散桶中螺旋轨道的旋转方向相反。分散轮的运转方向与设置于分散桶内壁的螺旋轨道的旋转方向相异，使待分散物质在进入本发明公开的高速分散设备后，其在受到分散轮给予的剪切作用力而被离心甩出分散轮，撞击分散桶内壁时，并不会直接从设置于分散桶上的出料口中流出，而会因受到设置于分散桶内壁上的、旋转方向与分散轮运转方向相异的螺旋轨道的作用力，而被强制滞留于分散桶中，直到整个分散桶内待分散物质从分散桶底部向上逐渐填充最终充满整个分散桶后，才会有物料从设置于分散桶上的出料口中流出，这种运动方式直接起到了强制滞留从而延长高速分散设备对于待分散物料分散时间的作用，能够实现对待分散物质更好的分散，获得更小的团聚的作用。

本发明还公开了一种浆料，浆料利用上述高速分散设备进行分散后得到。对应的还存在一种浆料的制备方法。采用本发明提供的高速分散设备进行分散，因而其可保证在其中的各物质分散均匀且无明显的团聚现象。

本发明还公开了一种电池极片，电池极片利用上述浆料制备形成。对应的还存在一种利用上述浆料进行电池极片制备的方法。其采用本发明提供的浆料进行电池极片的制备，因而其可保证制备的极片阻抗明显下降。

本发明还公开了一种锂离子电池，锂离子电池利用上述浆料或上述电池极片制备形成。对应的还存在一种利用上述浆料或电池极片进行锂离子电池制备的方法。其采用本发明提供的浆料和/或本发明提供的极片进行锂离子电池的制造，因而其可保证制备的锂离子电池具有更高的倍率充放电性能、高低温放电性能、克容量发挥以及平台电压，同时电池的放电功率、比能量与比容量也得到了相应的提升，电池循环性能获得的提升也十分明显。

上述技术方案可以有效地提高浆料的分散效果，从而显著地提升电池性能，同时也可减少设备能耗、人员投入、厂房建设及维护费用，从而达到提升电池生产效率与质量的双重目的。

实施例1

将分散桶侧壁的内表面设计为具有螺旋轨道的结构，同时保证该螺旋轨道结构为：从分散桶上端向下观察时，其沿着逆时针方向向上爬升并且螺旋轨道向内朝向分散桶中心。将分散轮设计为具有齿状外观的结构，齿状外观分布在分散轮的筒体的外表面上并朝向分散桶内壁，且其具有开孔外观结构。分散轮上进行的开孔采用平截头体结构外观，且其采用下底面即较大底面向内朝向分散轮中心(即设置于筒体的内表面)，上底面即较小底面向外朝向分散桶内壁(即设置于筒体的外表面)的结构。在工作过程中，分散轮的运转方向设计为：从分散轮上端向下观察分散轮，分散轮以顺时针方向进行旋转工作。测试浆料选用以镍钴锰酸锂为活性物质并辅以PVDF(聚偏氟乙烯)作为粘结剂、CNT(碳纳米管)作为导电材料、NMP(N-甲基吡咯烷酮)作为溶剂的正极浆料，在利用由本发明公开的高速分散设备进行分散前，首先使测试浆料经过两小时传统“行星—分散”搅拌设备的预混合，而后通过本实施例1的高速分散设备进行分散，并且以此制备工艺制备的浆料记为浆料A1。

将上述浆料按照正常工艺涂布至铝箔上，并经碾压、分切工艺制备成极片，经一系列后续工序，最后制成成品18650型电池。

实施例2

本实施例采用的高速分散设备与实施例1相比，取消分散轮的齿状外观而选用光滑外观，同时在分散轮上进行的开孔处理，其中开孔为圆柱形通孔。测试浆料选用以镍钴锰酸锂为活性物质并辅以PVDF作为粘结剂、CNT作为导电材料、NMP作为溶剂的正极浆料，在进行高速分散设备分散前，首先使测试浆料经过两小时传统“行星—分散”搅拌设备的预混合，而后通过本实施例的高速分散设备进行分散，并且以此制备工艺制备的浆料记为浆料A2。

将上述浆料按照正常工艺涂布至铝箔上，并经碾压、分切工艺制备成极片，经一系列后续工序，最后制成成品18650型电池。

实施例3

本实施例采用的高速分散设备与实施例1相比，取消在分散桶内壁上设置的螺旋轨道结构而选用光滑内壁，同时在分散轮上进行的开孔处理，其中开孔为圆柱形通孔。测试浆料选用以镍钴锰酸锂为活性物质并辅以PVDF作为粘结剂、CNT作为导电材料、NMP作为溶剂的正极浆料，在进行高速分散设备分散前，首先使测试浆料经过两小时传统“行星—分散”搅拌设备的预混合，而后通过本实施例的高速分散设备进行分散，并且以此制备工艺制备的浆料记为浆料A3。

将上述浆料按照正常工艺涂布至铝箔上，并经碾压、分切工艺制备成极片，经一系列后续工序，最后制成成品18650型电池。

实施例4

本实施例采用的高速分散设备与实施例1相比，取消在分散桶内壁上设置的螺旋轨道结构而选用光滑内壁，同时取消分散轮的齿状外观而选用光滑外观。测试浆料选用以镍钴锰酸锂为活性物质并辅以PVDF作为粘结剂、CNT作为导电材料、NMP作为溶剂的正极浆料，在进行高速分散设备分散前，首先使测试浆料经过两小时传统“行星—分散”搅拌设备的预混合，而后通过本实施例的高速分散设备进行分散，并且以此制备工艺制备的浆料记为浆料A4。

将上述浆料按照正常工艺涂布至铝箔上，并经碾压、分切工艺制备成极片，经一系列后续工序，最后制成成品18650型电池。

对比例1

本对比例采用的高速分散设备与实施例1相比，取消在分散桶内壁上设置的螺旋轨道结构而选用光滑内壁，同时取消分散轮的齿状外观而选用光滑外观，并且在分散轮上进行的开孔处理，其中开孔为圆柱形通孔。测试浆料选用以镍钴锰酸锂为活性物质并辅以PVDF作为粘结剂、CNT作为导电材料、NMP作为溶剂的正极浆料，在进行高速分散设备分散前，首先使测试浆料经过两小时传统“行星—分散”搅拌设备的预混合，而后通过本对比例1的高速分散设备进行分散，并且以此制备工艺制备的浆料记为浆料B1。

将上述浆料按照正常工艺涂布至铝箔上，并经碾压、分切工艺制备成极片，经一系列后续工序，最后制成成品18650型电池。

对比例2

全程采用传统“行星—分散”式搅拌设备进行匀浆操作，测试浆料选用以镍钴锰酸锂为活性物质并辅以PVDF作为粘结剂、CNT作为导电材料、NMP作为溶剂的正极浆料，并且以此制备工艺制备的浆料记为浆料B2。

将上述浆料按照正常工艺涂布至铝箔上，并经碾压、分切工艺制备成极片，经一系列后续工序，最后制成成品18650型电池。

上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1以及对比例2均采用以下的测试方法进行性能测试。下述性能测试包括浆料性能测试、极片性能测试以及电池电性能测试。

浆料性能测试：

1.浆料细度性能评估：将5份经过分散后浆料置于刮板细度计刻度线之上，将刮板以垂直于细度计刻线方向向下刮动浆料，保持刮板与细度计间的紧密贴合，三秒钟之内完成测量，记录下出现平行于细度计方向条纹的最大刻度值作为细度值，测试所得细度值记为分散后浆料细度。并且将细度值的变小记为细度性能的提高，细度值的变大记为细度性能的下降。

2.浆料分散均匀性能评估：将5份经过分散后的5毫升浆料取置铝箔上，置于150℃烘箱中烘干半小时，将此烘干后干浆料送至拍摄SEM(扫描电子显微镜)图像，在×20000倍率下进行观察。单位面积上出现的不良团聚数量作为分散均匀性的指标。将单位面积上出现的不良团聚数量的减少记为浆料分散均匀性能的提高，单位面积上出现的不良团聚数量的增加记为浆料分散均匀性能的下降。

极片性能测试：

极片阻抗性能评估：将5份分切后经过烘烤的极片置于低湿环境下，用四探针阻抗测试仪对极片单双面分别进行阻抗测试，将测试结果记为本极片的阻抗。将极片阻抗的减小记为极片阻抗性能的提高，极片阻抗的增大记为极片阻抗性能的下降。

电池电性能测试：

1.电池克容量发挥及电池首次效率性能评估：制备敷料量符合工艺要求的正负极极片，分别取正负极极片20pcs并对其进行称重，将其两两配对并对其进行编号，依据配比计算正极片上实际包含的活性物质镍钴锰酸锂的质量，记为m_活性，然后卷绕成卷芯，进而组装成18650电池，对其进行0.2C/0.2C充放电测试，并将0.2C充电克容量记为C_充，0.2C放电克容量记为C_放。C_充/m_活性记为该电池的充电克容量，C_放/m_活性记为该电池的放电克容量，C_放/C_充记为该电池的首次效率。将所得充电克容量、放电克容量、首次效率求平均数，作为衡量电池克容量发挥及电池首次效率性能的依据。

2.电池倍率放电性能评估：以标准恒流恒压充电方式对电池进行充电，再以0.2C的电流放电至2.75V，将此放电容量记为C0，接着按照同样的充电方式对电池进行充电，放电时放电电流大小采用不同倍率(xC)，将电池放电至2.75V，所得放电容量记为Cx，Cx/C0记为不同放电倍率下的放电效率，其中x取值为0.2、0.5、1、2、3。

3.电池高低温放电性能评估：室温下以0.5C对电池进行充电，于25℃下存放3小时后，在该温度下以0.5C放电至2.75V，将此放电容量记为D0，后在室温下按照0.5C对电池进行充电，但将电池置于不同的温度y℃下存放3小时后，在该y℃下以0.5C放电至2.75V，所得放电容量记为Dy，Dy/D0记为不同温度下的电池放电效率，其中y取值为-20、-10、0、45、60。

4.电池循环寿命评估：在室温下以0.5C对电池进行充电至4.2V，截止电流大小为0.02C，静置五分钟，再以0.5C对电池进行放电至2.75V，静置五分钟，所得放电容量记为初始放电容量，循环以上工步，记录每次放电的放电容量，直至某一循环后放电容量低于初始放电容量的80％时，累计循环次数作为此电池的循环寿命。

5.电池内阻性能评估：以标准恒流恒压预充充电方式对电池进行充电，待电池按正常工步进行高温老化流程后，对电池内阻进行测量，将此内阻作为此电池的内阻性能评估依据。

实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1以及对比例2浆料性能测试、极片性能测试、电池电性能测试结果列于下面四个表格中。

表1：实施例1-4、对比例1、2浆料性能测试对比表

小结：本发明提供的高速分散设备对于提高浆料的分散性能改进明显，其中单独对分散桶内壁结构进行增加螺旋轨道结构、单独对分散轮筒体外表面设置齿状外观结构以及单独对分散轮设置平截头体结构的开孔的改进均有助于提高浆料性能，表现为细度的下降以及团聚现象的减少，综合改进方案集合了三种独立的改进模式，其对于浆料性能的提升最为明显。

表2：实施例1-4、对比例1、2极片性能测试对比表

小结：本发明提供极片性能相对于利用现有技术制造的极片的性能有所提高。其中单独对分散桶内壁结构进行增加螺旋轨道结构、单独对分散轮筒体外表面设置齿状外观结构以及单独对分散轮开孔结构改进设计为平截头体开孔结构对应的高速分散设备分散得到的浆料制成的极片的性能均有所提高，表现为极片阻抗的明显下降，综合改进方案对应的高速分散设备分散得到的浆料制成的极片集合了三种独立的改进模式的优势，其对于极片阻抗下降影响最为明显。

表3：实施例1-4、对比例1、2电池电性能测试对比表

表4：实施例1-4、对比例1、2电池电性能测试对比表

小结：本发明提供的电池电性能提高明显，其中单独对分散桶内壁结构进行增加螺旋轨道结构、单独对分散轮筒体外表面设置齿状外观结构以及单独对分散轮开孔结构改进设计为平截头体开孔结构对应的高速分散设备分散得到的浆料制成的电池的电性能有所提高，表现为电池充、放电克容量的明显提升、电池首次效率的提升、电池倍率放电能力的提高、电池高低温放电能力的增强、电池循环寿命的延长以及电池内阻的下降，综合改进方案对应的高速分散设备分散得到的浆料制成的电池集合了三种独立的改进模式的优势，其对于电池诸项电性能影响均十分明显。

综上，利用本发明的设备制备的浆料的内部物质的分散将更为均匀，活性物质之间的团聚现象将明显减轻。利用上述浆料制备的电池极片以及锂离子电池的性能均得到明显提高。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速分散设备，其特征在于，包括同轴设置的分散桶和分散轮，所述分散轮位于所述分散桶内；

所述分散桶包括具有螺旋轨道的侧壁，并且所述螺旋轨道位于所述侧壁的内表面；

所述分散轮包括筒体以及开孔，所述筒体的筒体壁的外表面具有多个齿状结构的凸起，所述开孔设置于所述筒体壁上；并且所述分散轮的旋转方向与所述螺旋轨道的旋转方向相反。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述开孔为平截头体结构。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述平截头体结构的开孔的面积较大的底面设置于所述筒体壁的内表面，所述平截头体结构的开孔的面积较小的底面设置于所述筒体壁的外表面。

4.根据权利要求1至3任一项所述的设备，其特征在于，所述开孔贯穿所述筒体壁。

5.根据权利要求1至3任一项所述的设备，其特征在于，所述齿状结构的凸起平行于所述筒体的轴向方向，或与所述筒体的轴向方向呈一定夹角。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述多个齿状结构的凸起平行间隔排列。

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述齿状结构的凸起在所述筒体的轴向方向上投影小于或等于所述筒体的高度；

所述筒体的与所述筒体的轴向方向平行或成一定夹角的一条状外表面上设置有一个或多个所述齿状结构的凸起。

8.一种浆料，其特征在于，所述浆料利用权利要求1至7任一项的所述设备进行分散后得到。

9.一种电池极片，其特征在于，所述电池极片利用权利要求8的所述浆料制备形成。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池利用权利要求8的所述浆料或权利要求9的所述电池极片制备形成。