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

一种锂离子电池合浆工艺
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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