CN107834023A - 锂离子电池负极浆料及其制备方法、负极片和锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锂离子电池负极浆料及其制备方法、负极片和锂离子电池。所述锂离子电池负极浆料,包含负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂及去离子水,还包含碳酸乙烯酯;以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:负极活性物质940~980份;导电剂8~12份;粘结剂8~12份;增稠剂18~22份;碳酸乙烯酯20~50份;去离子水800~1200份。由于该发明锂离子电池负极浆料中添加了低极性的碳酸乙烯酯,有效地调节负极活性物质、导电剂在去离子水中的分散性,使得浆料各个组分分散均匀,减少颗粒团聚甚至无颗粒团聚现象。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种锂离子电池负极浆料及其制备方法、负极片和锂离子电池。
背景技术
锂电池以其高能、自放电率低、储存寿命长以及绿色环保等特性被广泛应用于仪器仪表、记忆电源以及军事、石油钻探等领域。锂离子电池由正极、负极、隔膜以及电池壳等组成,其中,正极、负极分别是由各自的浆料涂覆于相应的集流体表面经过干燥、辊压工艺而成。
通常地,负极浆料的制作过程如下:先将增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)分散在水中,搅拌一段时间(一般为2~4h)打成胶液,然后将活性物质、导电剂、粘结剂等固体组分依次加入或同时加入到前述的羧甲基纤维素钠胶液中搅拌分散一段时间(一般为5~8h),得到最终的负极浆料。此种合浆工艺耗时长,不利于石墨材料与导电剂的均匀分散,在石墨材料颗粒粒径(D90)<25μm的情况下,此类合浆工艺制备的浆料颗粒度往往在35~40μm之间,说明浆料中的颗粒有团聚现象。当负极片使用的导电剂比表面积大于500m2/g,例如科琴黑(ECP)这一类粒径小(40~50nm),比表面积很大(1270m2/g)的导电剂时,导电剂团聚、分散不均匀的现象尤为突出,往往出现浆料过滤困难,涂布出现颗粒状,具体如图1所示。而电极表面的颗粒状不利于电池性能的发挥,更为严重的会因为颗粒物直接导致涂布出现刮痕以致涂布失败。
发明内容
针对目前锂离子电池负极浆料合浆过程中,出现浆料团聚,过滤困难、涂布出现颗粒状甚至涂布失败等问题,本发明提供了一种锂离子电池负极浆料及其制备方法。
本发明的另一个目的是,还提供一种锂离子电池负极片。
本发明的又一个目的是提供一种锂离子电池。
为了实现上述发明目的,本发明的技术方案如下:
一种锂离子电池负极浆料,包含负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂及去离子水,还包含碳酸乙烯酯;
以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:
以及,如上所述的锂离子电池负极浆料的制备方法,至少包括以下步骤:
步骤S01.称取如上所述的负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂、碳酸乙烯酯、去离子水;
步骤S02.将称取的所述碳酸乙烯酯与部分去离子水混合形成碳酸乙烯酯溶液;
步骤S03.将称取的所述负极活性物质、导电剂、增稠剂进行干混,得到第一混合物料;
步骤S04.将所述碳酸乙烯酯溶液与所述第一混合物料进行湿混,得到固含量为60%~70%的第一浆料;
步骤S05.向所述第一浆料中加入剩余的去离子水,搅拌,调节粘度,并加入称取的所述粘结剂,继续搅拌至浆料均匀;
步骤S06.将步骤S05得到的浆料进行抽真空搅拌处理,得到负极浆料。
相应地,一种锂离子电池负极片,包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体表面的负极材料,所述负极材料由如上所述的负极浆料涂覆于所述负极集流体表面并经干燥、辊压而成;或所述负极材料由如上所述的锂离子电池负极浆料的制备方法制备的负极浆料涂覆于所述负极集流体表面并经干燥、辊压而成。
进一步地,一种锂离子电池,包括正极片、负极片以及用于隔离所述正极片和所述负极片的隔膜,所述负极片为如上所述的负极片。
相对于现有技术,本发明提供的锂离子电池负极浆料,由于添加了低极性的碳酸乙烯酯,有效地调节负极活性物质、导电剂在去离子水中的分散性,使得浆料各个组分分散均匀,少颗粒团聚甚至无颗粒团聚现象。
本发明提供的锂离子电池负极浆料的制备方法,加入低极性的碳酸乙烯酯,有效地调节负极活性物质、导电剂在去离子水中的分散性,使得浆料中的各个组分分散均匀,颗粒团聚现象减少,更重要的是,按照本发明的浆料的制作步骤,也就是往固体组分中加入碳酸乙烯酯溶液时使浆料保持一个较高的固含量,利用粘稠状态下的高剪切力打散团聚的颗粒,有利于得到颗粒度小、分散均匀的负极浆料,而且当采用高比表面积的导电剂(如>500m2/g)时,改善效果更加明显。
本发明提供的锂离子电池负极片,由于采用上述的负极浆料涂覆于负极集流体表面,使得锂离子电池负极片具有表面光滑,颗粒团聚现象少、涂布均匀、无刮痕等特点。
本发明提供的锂离子电池,由于采用如上提供的锂离子电池负极片,负极片表现出均一的导电性,有利于更好的发挥电池性能。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是现有锂离子电池负极浆料涂布在负极集流体时出现的颗粒现象;
图2是本发明实施例1锂离子电池负极浆料涂布在负极集流体时的涂布效果;
图3是本发明对比例1锂离子电池负极浆料涂布在负极集流体时的涂布效果。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实例提供了一种锂离子电池负极,包含负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂及去离子水,还包含碳酸乙烯酯;
以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:
优选地,所述锂离子电池负极浆料中负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂、碳酸乙烯酯、去离子水的重量份数如下:
在该重量份配比下,获得的锂离子电池负极浆料其粘度为3000~5000cp·s,并且浆料放置24小时后还能表现稳定无沉降,涂布无颗粒。
优选地,所述负极活性物质为石墨、硅/碳、硅/氧材料中的任一种。
更进一步优选地,所述负极活性物质为石墨,并且石墨的粒径(D90)<25μm。负极活性物质采用粒径(D90)小于25μm的石墨时,涂布后的负极片表现光滑无凹凸感。
优选地,所述导电剂的比表面积为500~2000m2/g。本发明的浆料配方,对于该比表面积的导电剂的分散效果更为明显。
更进一步地,所述导电剂为科琴黑(ECP)、炭黑中的任一种。科琴黑在上述浆料的配方下,浆料的团聚颗粒量大幅度下降,有利于提高锂离子电池负极片的表面均一程度。科琴黑在所述的比表面积结合上述的负极浆料配方下,浆料团聚颗粒量少,有利于进一步提高科琴黑作为负极导电剂时负极片的表面光滑均一度。而比表面积在500m2/g及以上的炭黑导电剂,同样能够表现出良好的分散性。
优选地,所述粘结剂为聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺(PI)。一般使用时,需要将粘结剂制成乳液,如聚四氟乙烯乳液、丁苯橡胶乳液、聚丙烯酸酯乳液、聚酰亚胺乳液。
优选地,所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
本发明添加的碳酸乙烯酯(EC),属于低极性的有机溶剂。由于负极活性物质如石墨,导电剂如炭黑、科琴黑等均为非极性物质,而去离子水属于极性分子,负极活性物质和导电剂在去离子水中的接触角非常大,浸润性差,会导致负极活性物质、导电剂在去离子水中的分散性差,极易发生团聚,分子分散不均匀。而负极活性物质如石墨、导电剂如炭黑或科琴黑溶解于碳酸乙烯酯后,接触角小,浸润性能好,碳酸乙烯酯在与去离子水相互竞争分散过程中,会提高负极活性物质如石墨、导电剂如炭黑或科琴黑的分散性,减少颗粒团聚,并且碳酸乙烯酯在浆料涂布于负极集流体经过烘烤干燥时会自浆料中挥发,未挥发的则参与到锂离子电解液中,因此,在负极浆料中添加碳酸乙烯酯能够提高分散效果,但是并不会对锂离子电池的性能产生负面影响。
本发明在上述配方组分的相互作用下,获得的所述锂离子电池负极浆料的粘度为3000~5000cp·s。
相对于现有技术,本发明提供的锂离子电池负极浆料,由于添加了低极性的碳酸乙烯酯,可以减小负极活性物质、导电剂的接触角,提高浸润性,有效地调节负极活性物质、导电剂在去离子水中的分散性,克服了单独采用去离子水作为分散溶剂时负极活性物质、导电剂浸润性差的困难,使得浆料各个组分分散均匀,无颗粒团聚现象。
相应地,在上述所述的锂离子电池负极浆料的基础上,本发明实施例还提供该锂离子电池负极浆料的一种制备方法。
在一实施例中,所述的锂离子电池负极浆料的制备方法,至少包括以下步骤:
步骤S01.称取如上所述的负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂、碳酸乙烯酯、去离子水;
步骤S02.将称取的所述碳酸乙烯酯与部分去离子水混合形成碳酸乙烯酯溶液;
步骤S03.将称取的所述负极活性物质、导电剂、增稠剂进行干混,得到第一混合物料;
步骤S04.将所述碳酸乙烯酯溶液与所述第一混合物料进行混料处理,得到固含量为60%~70%的第一浆料;
步骤S05.向所述第一浆料中加入剩余的去离子水,搅拌,调节粘度,并加入称取的所述粘结剂,继续搅拌至浆料均匀;
步骤S06.将步骤S05得到的浆料进行抽真空搅拌处理,得到负极浆料。
下面对所述锂离子电池负极浆料的制备方法做进一步的解释说明。
在具体的制作过程中,上述锂离子电池负极浆料的制备,在搅拌罐中进行。
步骤S02中,部分去离子水,一般指的是将称取的800~1200份去离子水分成两份,其中一份约为400~700,将该部分水与碳酸乙烯酯进行混合形成碳酸乙烯酯溶液即可,这样子处理时,有利于维持步骤S04的第一浆料的固含量。
步骤S03中,干混的时间约为15~30min。当然,混料速度不一样,干混的时间也不一样,如果在非常高的混料速度下,干混时间可以短于15min,如果混料速度低,则干混时间可以超过30min。
步骤S04中,湿混的时间一般为30~60min,也可以根据搅拌的速度进行调节。结合步骤S02的处理,应当确保湿混后的第一浆料固含量在60%~70%,在该固含量范围内,可以有效利用粘稠状态下的高剪切力打散团聚的颗粒,尽可能降低后续浆料可能出现的颗粒团聚。
步骤S05中,搅拌时间约为2~4h,搅拌时间越长,浆料混合的越均匀。而且调节粘度在3000~5000cp·s左右即可。
步骤S06为浆料消泡处理步骤,消泡处理可以有效避免浆料由于存在小气泡影响后续的涂布效果。一般地,抽真空搅拌的时间约为10~30min,也可以自行调节,在肉眼观测不到有气泡产生即可停止。
通过抽真空搅拌可以有效防止空气进入搅拌的浆料之中,空气在浆料之中形成微小气泡,气泡包裹活性物质或导电剂细小颗粒,导致其不能进行有效的稀释、分散搅拌。
优选地,本发明所提供的锂离子电池负极浆料的制备方法,在步骤S06后,还包括对得到的浆料进行过筛处理,筛除不溶的大颗粒,一般选择100~300目的筛网。
相对于现有技术,本发明提供的锂离子电池负极浆料的制备方法,加入低极性的碳酸乙烯酯,有效地调节负极活性物质、导电剂在去离子水中的分散性,使得浆料中的各个组分分散均匀,颗粒团聚现象减少,更重要的是,按照本发明的浆料的制作步骤,也就是往固体组分中加入碳酸乙烯酯溶液时使浆料保持一个较高的固含量,利用粘稠状态下的高剪切力打散团聚的颗粒,有利于得到颗粒度小、分散均匀的负极浆料,而且当采用高比表面积的导电剂(如>500m2/g)时,改善效果更加明显。
由于本发明中的锂离子电池负极浆料无团聚颗粒,涂布于负极集流体表面形成的负极片有别于现有的负极片。因此,本发明还进一步提供一种锂离子电池负极片,所述锂离子电池负极片包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体表面的负极材料,所述负极材料由如上所述的负极浆料涂覆于所述负极集流体表面并经干燥、辊压而成;
或所述负极材料由如上所述的锂离子电池负极浆料的制备方法制备的负极浆料涂覆于所述负极集流体表面并经干燥、辊压而成。
在涂覆上述负极浆料后,干燥及辊压处理均按照锂离子电池负极片制作的常规工艺进行,因此不做过多的展开描述。
本发明提供的锂离子电池负极片,由于采用上述的负极浆料涂覆于负极集流体表面,使得锂离子电池负极片具有表面光滑,颗粒团聚现象少、涂布均匀、无刮痕等特点。
更进一步地,本发明还提供一种锂离子电池。
在一实施例中,所述锂离子电池包括正极、负极以及用于隔离所述正极和所述负极的隔膜,所述负极由上述所述的负极片提供。
优选地,组成正极的极活性材料包括为镍钴锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂和锰酸锂中的一种或多种。
由于本发明采用的隔膜为锂离子电池常规隔膜,因此不做过多的展开描述。
本发明上述提供的锂离子电池,由于采用如上提供的负极片,负极片表现出均一的导电性,更有利于发挥电池性能。
为更有效的说明本发明的技术方案,以下通过多个实施例来举例说明本发明实施例的锂离子电池负极浆料及其制备过程。
实施例1
一种锂离子电池负极浆料,包含石墨(D90约为20μm)、科琴黑(ECP-300,比表面积约为800m2/g)、SBR、CMC及去离子水,还包含碳酸乙烯酯;
以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:
具体是石墨960g、科琴黑10g、SBR 10g(20g乳液)、CMC 20g、去离子水1000g及碳酸乙烯酯30g。
所述锂离子电池负极浆料的制备方法如下:
步骤S01.将960g石墨、10g科琴黑、20g CMC加入到搅拌罐中搅拌20min使固体组分相互分散均匀,得到第一混合物料;
步骤S02.把30g碳酸乙烯酯与450g的去离子水进行混合配成碳酸乙烯酯溶液;
步骤S03.将碳酸乙烯酯溶液加入到搅拌罐中与第一混合物料搅拌50min,得到第一浆料,第一浆料的固含量约为69%;
步骤S04.向所述第一浆料中加入剩余的550g去离子水,搅拌3h,将浆料粘度调节4000cp.s左右;
步骤S05.向所述步骤S04得到的浆料中加入20g SBR乳液,搅拌30min;
步骤S06.对步骤S05得到的浆料进行抽真空搅拌30min,然后用150目筛网过滤得到待涂布的负极浆料。
过滤得到的负极浆料无滤渣残留,所述负极浆料的粘度为3800cp·s,固含量为50%,颗粒度为28μm,将所述负极浆料涂布于负极集流体铜箔表面,涂布后进行拍照(由于比较宏观,只需要常规相机即可实现,具体地,本实施例的拍照设备为手机,型号为RedmiNote 4X),效果如图2所示,从图中可知,涂布后几乎无团聚的颗粒。
实施例2
一种锂离子电池负极浆料,包含石墨(D90约为20μm)、Super P(比表面积约为67m2/g)、SBR、CMC及去离子水,还包含碳酸乙烯酯;
以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:
具体是石墨960g、Super P 10g、SBR 10g(20g乳液)、CMC 20g、去离子水1100g及碳酸乙烯酯20g。
所述锂离子电池负极浆料的制备方法如下:
步骤S01.将960g石墨、10g Super P、20g CMC加入到搅拌罐中搅拌20min使固体组分相互分散均匀,得到第一混合物料;
步骤S02.把20g碳酸乙烯酯与500g的去离子水进行混合配成碳酸乙烯酯溶液;
步骤S03.将碳酸乙烯酯溶液加入到搅拌罐中与第一混合物料搅拌50min,得到第一浆料,第一浆料的固含量约为67.1%;
步骤S04.向所述第一浆料中加入剩余的550g去离子水,搅拌3h,将浆料粘度调节4000cp.s左右;
步骤S05.向所述步骤S04得到的浆料中加入20g SBR乳液,搅拌30min;
步骤S06.对步骤S05得到的浆料进行抽真空搅拌30min,然后用150目筛网过滤得到待涂布的负极浆料。
过滤得到的负极浆料无滤渣残留,所述负极浆料的粘度为3616cp·s,固含量为49%,颗粒度为24μm。
实施例3
一种锂离子电池负极浆料,包含石墨(D90约为20μm)、科琴黑(ECP-600,比表面积约为1270m2/g)、SBR、CMC及去离子水,还包含碳酸乙烯酯;
以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:
具体是石墨960g、科琴黑10g、SBR 10g(20g乳液)、CMC 20g、去离子水1000g及碳酸乙烯酯20g。
所述锂离子电池负极浆料的制备方法如下:
步骤S01.将960g石墨、10g科琴黑、20g CMC加入到搅拌罐中搅拌20min使固体组分相互分散均匀,得到第一混合物料;
步骤S02.把20g碳酸乙烯酯与500g的去离子水进行混合配成碳酸乙烯酯溶液;
步骤S03.将碳酸乙烯酯溶液加入到搅拌罐中与第一混合物料搅拌50min,得到第一浆料,第一浆料的固含量约为67%;
步骤S04.向所述第一浆料中加入剩余的500g去离子水,搅拌3h,将浆料粘度调节4000cp.s左右;
步骤S05.向所述步骤S04得到的浆料中加入20g SBR乳液,搅拌30min;
步骤S06.对步骤S05得到的浆料进行抽真空搅拌30min,然后用150目筛网过滤得到待涂布的负极浆料。
过滤得到的负极浆料,得到滤渣,烘干称量0.113g,所述负极浆料的粘度为3740cp·s,固含量为49.3%,颗粒度为26μm。
实施例4
一种锂离子电池负极浆料,包含石墨(D90约为18μm)、炭黑(比表面积约为600m2/g)、SBR、CMC及去离子水,还包含碳酸乙烯酯;
以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:
具体是石墨960g、炭黑10g、SBR 10g(20g乳液)、CMC 20g、去离子水1000g及碳酸乙烯酯30g。
所述锂离子电池负极浆料的制备方法如下:
步骤S01.将960g石墨、10g炭黑、20g CMC加入到搅拌罐中搅拌20min使固体组分相互分散均匀,得到第一混合物料;
步骤S02.把30g碳酸乙烯酯与500g的去离子水进行混合配成碳酸乙烯酯溶液;
步骤S03.将碳酸乙烯酯溶液加入到搅拌罐中与第一混合物料搅拌50min,得到第一浆料,第一浆料的固含量约为67.3%;
步骤S04.向所述第一浆料中加入剩余的500g去离子水,搅拌3h,将浆料粘度调节4000cp.s左右;
步骤S05.向所述步骤S04得到的浆料中加入20g SBR乳液,搅拌30min;
步骤S06.对步骤S05得到的浆料进行抽真空搅拌30min,然后用150目筛网过滤得到待涂布的负极浆料。
过滤得到的负极浆料无滤渣残留,所述负极浆料的粘度为3652cp·s,固含量为50.7%,颗粒度为24μm。
对比例1
一种锂离子电池负极浆料,包含石墨(D90约为20μm)、科琴黑(ECP-300,比表面积约为800m2/g)、SBR、CMC及去离子水;
以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:
具体是石墨960g、科琴黑10g、SBR 10g(20g乳液)、CMC 20g、去离子水1000g。
所述锂离子电池负极浆料的制备方法如下:
步骤S01.将20g CMC和1000g去离子水加入到搅拌罐中搅拌20min,得到CMC胶液;
步骤S02.将10g科琴黑加入到搅拌罐中与CMC胶液搅拌1h;
步骤S03.将960g石墨加入上述步骤S02得到的混合胶液中,搅拌5h;
步骤S04.加入20g SBR乳液,搅拌50min;
步骤S05.对步骤S04得到的浆料进行抽真空搅拌30min,然后用150目筛网过滤得到待涂布的负极浆料。
过滤得到的负极浆料有滤渣残留,将滤渣进行干燥,称重得到0.705g固体颗粒,所述负极浆料的粘度为3960cp·s,固含量为49.8%,颗粒度为39μm,将所述负极浆料涂布于负极集流体铜箔表面,涂布后进行拍照(由于比较宏观,只需要常规相机即可实现,具体地,本实施例的拍照设备为手机,型号为RedmiNote 4X),效果如图3所示,从图中可知,涂布的表面存在大量的团聚颗粒。
对比例2
一种锂离子电池负极浆料,包含石墨(D90约为20μm)、Super P(比表面积约为62m2/g)、SBR、CMC及去离子水;
以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:
具体是石墨960g、科琴黑10g、SBR 10g(20g乳液)、CMC 20g、去离子水1000g及碳酸乙烯酯30g。
所述锂离子电池负极浆料的制备方法如下:
步骤S01.将20g CMC和1100g去离子水加入到搅拌罐中搅拌20min,得到CMC胶液;
步骤S02.将10g Super P加入到搅拌罐中与CMC胶液搅拌1h;
步骤S03.将960g石墨加入上述步骤S02得到的混合胶液中,搅拌4h;
步骤S04.加入20g SBR乳液,搅拌30min;
步骤S05.对步骤S04得到的浆料进行抽真空搅拌30min,然后用150目筛网过滤得到待涂布的负极浆料。
过滤得到的负极浆料无滤渣残留,所述负极浆料的粘度为3900cp·s,固含量为49.1%,颗粒度为30μm。
对比例3
一种锂离子电池负极浆料,包含石墨(D90约为20μm)、科琴黑(ECP-600,比表面积约为1270m2/g)、SBR、CMC及去离子水;
以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:
具体是石墨960g、科琴黑10g、SBR 10g(20g乳液)、CMC 20g、去离子水1100g。
所述锂离子电池负极浆料的制备方法如下:
步骤S01.将20g CMC和1100g去离子水加入到搅拌罐中搅拌2h,得到CMC胶液;
步骤S02.将10g科琴黑加入到搅拌罐中与CMC胶液搅拌1h;
步骤S03.将960g石墨加入上述步骤S02得到的混合胶液中,搅拌5h;
步骤S04.加入20g SBR乳液,搅拌30min;
步骤S05.对步骤S04得到的浆料进行抽真空搅拌30min,然后用150目筛网过滤得到待涂布的负极浆料。
过滤得到的负极浆料有滤渣残留,将滤渣进行干燥,称重得到0.651g固体颗粒,所述负极浆料的粘度为3800cp·s,固含量为49.5%,颗粒度为37μm。
对比例4
一种锂离子电池负极浆料,包含石墨(D90约为20μm)、炭黑(比表面积约为600m2/g)、SBR、CMC及去离子水;
以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:
具体是石墨960g、炭黑10g、SBR 10g(20g乳液)、CMC 20g、去离子水1000g。
所述锂离子电池负极浆料的制备方法如下:
步骤S01.将20g CMC和1000g去离子水加入到搅拌罐中搅拌2h,得到CMC胶液;
步骤S02.将10g炭黑加入到搅拌罐中与CMC胶液搅拌1h;
步骤S03.将960g石墨加入上述步骤S02得到的混合胶液中,搅拌5h;
步骤S04.加入20g SBR乳液,搅拌30min;
步骤S05.对步骤S04得到的浆料进行抽真空搅拌30min,然后用150目筛网过滤得到待涂布的负极浆料。
过滤得到的负极浆料有滤渣残留,将滤渣进行干燥,称重得到0.842g固体颗粒,所述负极浆料的粘度为3763cp·s,固含量为48.6%,颗粒度为32μm。
由实施例1和对比例1可知,以高比表面积的科琴黑作为导电剂时,浆料中添加了碳酸乙烯酯则浆料团聚的颗粒少,并且涂布表面光滑,涂布的表面几乎无凸起的颗粒,而浆料中没有添加碳酸乙烯酯的,浆料出现大量颗粒,过筛出现残渣,并且涂布的表面不光滑,有大量凸起颗粒。
由实施例1、实施例4可见,高比表面积的碳黑和科琴黑作为导电剂,添加了碳酸乙烯酯的浆料,过筛时,均无颗粒物析出,也就是团聚的颗粒量极少,可以忽略。
由实施例1和实施例2、对比例2可知,只有在高比表面积的导电剂时,添加碳酸乙烯酯才能够有效的降低颗粒物团聚现象,而低比表面积的导电剂中,添加碳酸乙烯酯与否,对浆料均无影响,也就是低比表面积的导电剂在浆料中不会产生大量的颗粒物团聚。
由实施例3和对比例3同样可以发现,高比表面积的导电剂在浆料中,需要添加碳酸乙烯酯,否则浆料出现大量颗粒物团聚,不利于浆料的涂布。
由实施例4和对比例4同样可以看到,高比表面积的碳黑作为导电剂时,添加了碳酸乙烯酯则浆料出现的颗粒物固体十分的少,而没添加碳酸乙烯酯的浆料则出现大量的颗粒物固体。
综上可见,碳酸乙烯酯对比表面积高达500m2/g及以上的导电剂具有良好的分散性,可以将其用于具有高比表面积的锂离子电池负极浆料中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池负极浆料,包含负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂及去离子水,其特征在于:还包含碳酸乙烯酯;
以所述负极浆料重量份计,所述负极浆料配方的重量份如下:
2.如权利要求1所述的锂离子电池负极浆料,其特征在于:按照重量份计,所述负极浆料中,
3.如权利要求1~2任一项所述的锂离子电池负极浆料,其特征在于:所述导电剂的比表面积为500~2000m2/g;和/或所述导电剂为科琴黑、炭黑中的任一种。
4.如权利要求1~2任一项所述的锂离子电池负极浆料,其特征在于:所述负极活性物质为石墨、硅/碳、硅/氧材料中的任一种。
5.如权利要求1~2任一项所述的锂离子电池负极浆料,其特征在于:所述粘结剂为聚四氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺中的任一种;和/或所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。
6.如权利要求1~5任一项所述的锂离子电池负极浆料的制备方法,其特征在于:至少包括以下步骤:
步骤S01.称取如权利要求1~5任一项所述的负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂、碳酸乙烯酯、去离子水;
步骤S02.将称取的所述碳酸乙烯酯与部分去离子水混合形成碳酸乙烯酯溶液;
步骤S03.将称取的所述负极活性物质、导电剂、增稠剂进行干混,得到第一混合物料;
步骤S04.将所述碳酸乙烯酯溶液与所述第一混合物料进行混料处理,得到固含量为60%~70%的第一浆料;
步骤S05.向所述第一浆料中加入剩余的去离子水,搅拌,调节粘度,并加入称取的所述粘结剂,继续搅拌至浆料均匀;
步骤S06.将步骤S05得到的浆料进行抽真空搅拌处理,得到负极浆料。
7.如权利要求5所述的锂离子电池负极浆料的制备方法,其特征在于:所述负极浆料粘度为3000~5000cp·s。
8.如权利要求5所述的锂离子电池负极浆料的制备方法,其特征在于:所述抽真空搅拌处理的时间为10~30min。
9.一种锂离子电池负极片,包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体表面的负极材料,其特征在于:所述负极材料由如权利要求1~5任一项所述的负极浆料涂覆于所述负极集流体表面并经干燥、辊压而成;或所述负极材料由如权利要求6~8任一项所述的锂离子电池负极浆料的制备方法制备的负极浆料涂覆于所述负极集流体表面并经干燥、辊压而成。
10.一种锂离子电池,包括正极片、负极片以及用于隔离所述正极片和所述负极片的隔膜,其特征在于:所述负极片为权利要求9所述的负极片。
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