CN107863484A - 一种锂离子电池合浆工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池合浆工艺,包括如下步骤:S1、制备预处理浆液:将羟甲基纤维素钠加入水中,在真空度为‑0.09至‑0.1Mpa的条件下,采用公转加自转的方式搅拌4‑8h,接着加入单壁碳纳米管继续搅拌3‑5h得到预处理浆液;S2、制备锂离子电池浆料:取S1中得到的预处理浆液、硅碳体系的负极材料混匀,再加入粘结剂混匀得到锂离子电池浆料。本发明避免了常规合浆工艺中单壁碳纳米管的团聚问题;制备得到的锂离子电池浆料的黏度、颗粒度和固含量稳定性均比流体分散工艺得到的浆料要好;且本发明操作简单,制备周期短。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域,尤其涉及一种锂离子电池合浆工艺。
背景技术
作为锂电池重要的组成部分,导电剂虽然在电池中所占的份量较少,但对改善电池循环性能、容量发挥、倍率性能等有着很重要的作用,对于硅碳负极来说,由于在长循环过程中发生“电子传输通道中断”失效模式,对于导电剂的导电性提出更高的要求,目前常采用单壁碳纳米管形成网状结构,来提高导电剂的导电性能,但是单壁碳纳米管在合浆时容易发生团聚,从而影响导电性能。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种锂离子电池合浆工艺,本发明通过将单壁碳纳米管与羟甲基纤维素钠、水混合,并配以合适的混合工艺先制备得到预处理浆液,避免了常规合浆工艺中单壁碳纳米管的团聚问题;制备得到的锂离子电池浆料具有更好的性能,锂离子电池浆料的黏度、颗粒度和固含量稳定性均比流体分散工艺得到的浆料要好;且本发明操作简单,制备周期短。
本发明提出的一种锂离子电池合浆工艺,包括如下步骤:
S1、制备预处理浆液:将羟甲基纤维素钠加入水中,在真空度为-0.09至-0.1Mpa的条件下,采用公转加自转的方式搅拌4-8h,接着加入单壁碳纳米管继续搅拌3-5h得到预处理浆液;
S2、制备锂离子电池浆料:取S1中得到的预处理浆液、硅碳体系的负极材料混匀,再加入粘结剂混匀得到锂离子电池浆料。
优选地,在S2中,取S1中得到的预处理浆液,向硅碳体系的负极材料中加入以预处理浆液重量为基准的40-60%的预处理浆液,采用公转的方式一次搅拌1-2h,再加入剩余的预处理浆液,采用公转的方式二次搅拌2-4h得到半成品浆料;再向半成品浆料中加入粘结剂,在真空度为-0.09至-0.1Mpa的条件下,采用公转加自转的方式搅拌1-2h,然后反方向搅拌0.5-1h,过筛得到锂离子电池浆料。
优选地,在S1中,公转的速度为20-50Hz,自转的速度为4000-10000r/min。
优选地,在S1中,单壁碳纳米管的管径为4-20nm。
优选地,在S2中,一次搅拌的公转速度为10-30Hz。
优选地,在S2中,二次搅拌的公转速度为20-40Hz。
优选地,在S2中,公转加自转时,公转的速度为20-30Hz,自转的速度为4000-10000r/min。
优选地,在S2中,过80-150目筛得到锂离子电池浆料。
优选地,在S1中,羟甲基纤维素钠、水、单壁碳纳米管的重量比为1-3:80-100:0.5-3。
优选地,在S2中,预处理浆液、硅碳体系的负极材料、粘结剂的重量比为4-15:100:3-8。
上述水为去离子水。
本发明通过将单壁碳纳米管与羟甲基纤维素钠、水混合,并配以合适的混合工艺先制备得到预处理浆液,避免了常规合浆工艺中单壁碳纳米管的团聚问题;然后再与硅碳体系的负极材料、粘结剂混合,并配以合适的合浆工艺得到锂离子电池浆料,使得锂离子电池浆料具有更好的性能,锂离子电池浆料的黏度、颗粒度和固含量稳定性均比流体分散工艺得到的浆料要好;且采用本发明制备得到的锂离子电池浆料制成的膜片电阻率较低,粘接力较高,制成的电芯容量保持率更高;且本发明操作简单,制备周期短。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种锂离子电池合浆工艺,包括如下步骤:
S1、制备预处理浆液:将羟甲基纤维素钠加入水中,在真空度为-0.095Mpa的条件下,采用公转加自转的方式搅拌6h,接着加入单壁碳纳米管继续搅拌4h得到预处理浆液;
S2、制备锂离子电池浆料:取S1中得到的预处理浆液、硅碳体系的负极材料混匀,再加入粘结剂混匀得到锂离子电池浆料。
实施例2
一种锂离子电池合浆工艺,包括如下步骤:
S1、制备预处理浆液:将羟甲基纤维素钠加入水中,在真空度为-0.09Mpa的条件下,以50Hz的速度公转,以4000r/min的速度自转,搅拌8h,接着加入管径为4nm单壁碳纳米管继续搅拌5h得到预处理浆液,其中,羟甲基纤维素钠、水、单壁碳纳米管的重量比为1:100:0.5;
S2、制备锂离子电池浆料:取S1中得到的预处理浆液,向硅碳体系的负极材料中加入以预处理浆液重量为基准的40%的预处理浆液,以30Hz的速度公转搅拌1h,再加入剩余的预处理浆液,以40Hz的速度公转搅拌2h得到半成品浆料;再向半成品浆料中加入粘结剂,在真空度为-0.1Mpa的条件下,以20Hz的速度公转,以10000r/min的速度自转,搅拌1h,然后反方向搅拌1h,过80目筛得到锂离子电池浆料,其中,预处理浆液、硅碳体系的负极材料、粘结剂的重量比为4:100:8。
实施例3
一种锂离子电池合浆工艺,包括如下步骤:
S1、制备预处理浆液:将羟甲基纤维素钠加入水中,在真空度为-0.1Mpa的条件下,以20Hz的速度公转,以10000r/min的速度自转,搅拌4h,接着加入管径为20nm单壁碳纳米管继续搅拌3h得到预处理浆液,其中,羟甲基纤维素钠、水、单壁碳纳米管的重量比为3:80:3;
S2、制备锂离子电池浆料:取S1中得到的预处理浆液,向硅碳体系的负极材料中加入以预处理浆液重量为基准的60%的预处理浆液,以10Hz的速度公转搅拌2h,再加入剩余的预处理浆液,以20Hz的速度公转搅拌4h得到半成品浆料;再向半成品浆料中加入粘结剂,在真空度为-0.09Mpa的条件下,以30Hz的速度公转,以4000r/min的速度自转,搅拌2h,然后反方向搅拌0.5h,过150目筛得到锂离子电池浆料,其中,预处理浆液、硅碳体系的负极材料、粘结剂的重量比为15:100:3。
实施例4
一种锂离子电池合浆工艺,包括如下步骤:
S1、制备预处理浆液:将羟甲基纤维素钠加入水中,在真空度为-0.092Mpa的条件下,以40Hz的速度公转,以6000r/min的速度自转,搅拌7h,接着加入管径为10nm单壁碳纳米管继续搅拌4.5h得到预处理浆液,其中,羟甲基纤维素钠、水、单壁碳纳米管的重量比为1.5:95:1;
S2、制备锂离子电池浆料:取S1中得到的预处理浆液,向硅碳体系的负极材料中加入以预处理浆液重量为基准的45%的预处理浆液,以25Hz的速度公转搅拌1.2h,再加入剩余的预处理浆液,以35Hz的速度公转搅拌2.5h得到半成品浆料;再向半成品浆料中加入粘结剂,在真空度为-0.098Mpa的条件下,以23Hz的速度公转,以8000r/min的速度自转,搅拌1.3h,然后反方向搅拌0.8h,过120目筛得到锂离子电池浆料,其中,预处理浆液、硅碳体系的负极材料、粘结剂的重量比为8:100:6。
实施例5
一种锂离子电池合浆工艺,包括如下步骤:
S1、制备预处理浆液:将羟甲基纤维素钠加入水中,在真空度为-0.098Mpa的条件下,以30Hz的速度公转,以8000r/min的速度自转,搅拌5h,接着加入管径为15nm单壁碳纳米管继续搅拌3.5h得到预处理浆液,其中,羟甲基纤维素钠、水、单壁碳纳米管的重量比为2.5:85:2;
S2、制备锂离子电池浆料:取S1中得到的预处理浆液,向硅碳体系的负极材料中加入以预处理浆液重量为基准的55%的预处理浆液,以15Hz的速度公转搅拌1.8h,再加入剩余的预处理浆液,以25Hz的速度公转搅拌3.5h得到半成品浆料;再向半成品浆料中加入粘结剂,在真空度为-0.092Mpa的条件下,以27Hz的速度公转,以6000r/min的速度自转,搅拌1.7h,然后反方向搅拌0.6h,过100目筛得到锂离子电池浆料,其中,预处理浆液、硅碳体系的负极材料、粘结剂的重量比为11:100:5。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池合浆工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S1、制备预处理浆液:将羟甲基纤维素钠加入水中,在真空度为-0.09至-0.1Mpa的条件下,采用公转加自转的方式搅拌4-8h,接着加入单壁碳纳米管继续搅拌3-5h得到预处理浆液;
S2、制备锂离子电池浆料:取S1中得到的预处理浆液、硅碳体系的负极材料混匀,再加入粘结剂混匀得到锂离子电池浆料。
2.根据权利要求1所述锂离子电池合浆工艺,其特征在于,在S2中,取S1中得到的预处理浆液,向硅碳体系的负极材料中加入以预处理浆液重量为基准的40-60%的预处理浆液,采用公转的方式一次搅拌1-2h,再加入剩余的预处理浆液,采用公转的方式二次搅拌2-4h得到半成品浆料;再向半成品浆料中加入粘结剂,在真空度为-0.09至-0.1Mpa的条件下,采用公转加自转的方式搅拌1-2h,然后反方向搅拌0.5-1h,过筛得到锂离子电池浆料。
3.根据权利要求1或2所述锂离子电池合浆工艺,其特征在于,在S1中,公转的速度为20-50Hz,自转的速度为4000-10000r/min。
4.根据权利要求1-3任一项所述锂离子电池合浆工艺,其特征在于,在S1中,单壁碳纳米管的管径为4-20nm。
5.根据权利要求2-4任一项所述锂离子电池合浆工艺,其特征在于,在S2中,一次搅拌的公转速度为10-30Hz。
6.根据权利要求2-5任一项所述锂离子电池合浆工艺,其特征在于,在S2中,二次搅拌的公转速度为20-40Hz。
7.根据权利要求2-6任一项所述锂离子电池合浆工艺,其特征在于,在S2中,公转加自转时,公转的速度为20-30Hz,自转的速度为4000-10000r/min。
8.根据权利要求2-7任一项所述锂离子电池合浆工艺,其特征在于,在S2中,过80-150目筛得到锂离子电池浆料。
9.根据权利要求1-8任一项所述锂离子电池合浆工艺,其特征在于,在S1中,羟甲基纤维素钠、水、单壁碳纳米管的重量比为1-3:80-100:0.5-3。
10.根据权利要求1-9任一项所述锂离子电池合浆工艺,其特征在于,在S2中,预处理浆液、硅碳体系的负极材料、粘结剂的重量比为4-15:100:3-8。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180330 |
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