CN108067106A - 锂离子电池浆料备胶液预混合分散工艺 - Google Patents

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Abstract

一种锂离子电池浆料备胶液预混合分散工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：（1）备胶液、（2）预混合、（3）高温低速搅拌、（4）高速粘稠搅拌和（5）粘度和固含量调节出料。本发明的“备胶预混工艺”相比于较传统的“湿混搅拌工艺”和“干混搅拌工艺” 浆料分散效果最佳，制备的锂离子电池的极片面密度和极片重量都具有更窄的分布，这有利于改善电池性能的一致性，增加批量生产整批电池成品率和安全性。

Description

锂离子电池浆料备胶液预混合分散工艺
技术领域
本发明涉及锂离子电池制造技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池浆料备胶液预混合分散工艺。
背景技术
在锂离子电池的生产工序中，配料是最重要的工序之一，配料所得的浆料质量将直接影响锂离子电池成品的各项性能。传统的配料方法有两种，一种是先将粘结剂和溶剂按照一定的配比制备好胶液，然后按照配比依次加入导电剂，然后加入活性物质在搅拌机中按照一定的搅拌速率进行搅拌，调制成所需浆料，行业统一称为“湿法混合搅拌工艺”，简称“湿混搅拌工艺”，如图1所示；另一种是将配比好的活性物质、粘结剂、溶剂、导电剂直接加入搅拌机中按照一定的搅拌速率搅拌，调制成所需浆料，行业统一称为“干法混合搅拌工艺”，简称“干混搅拌工艺”，如图2所示；然而，在上述两种方法的搅拌过程中，活性物质和导电剂等粉料分散效果不佳，因为在导电剂十分轻且不易分散，容易团聚造成浆料的混合不均匀，使涂布后的电极极片敷料不均匀，在涂布后的电极极片上存在局部“凹陷”、“凸点”将会导致极片在卷绕过程中存在优先反应点，产生电弧现象，会刺穿隔膜造成电池短路，成为电池的安全隐患；气泡“斑点”则会使活性物质的利用率下降，影响了电池的容量。
发明内容
针对上述背景技术中的问题，本发明提出了锂离子电池浆料备胶液预混合分散工艺，即备胶液预混合工艺，简称“备胶预混工艺”，能有效地提高浆料分散均匀性能。本发明的技术方案为：
锂离子电池浆料备胶液预混合分散工艺，如图3所示，包括如下步骤：
步骤一、备胶液：使用分散机先按照一定的配比预先将粘结剂及溶剂制备成胶液；
步骤二、预混合：将活性物质和导电剂粉末在带有双公转自转轴的搅拌机中，低速搅拌混合20～30min，自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，使导电剂充分地分散在活性物质中；
步骤三、高温低速搅拌：把放置好的胶液重量的1/2加入搅拌机中，然后搅拌机通入50℃～70℃的温热水循环，使缸壁加热传递热量到缸内的物料加热进行低速搅拌，自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，时间1～2h；
步骤四、高速粘稠搅拌：再将剩余1/2重量的胶液加入到搅拌机中进行低速搅拌，自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，时间10～30min，然后转高速搅拌3-5h，自转转速1000～1500rpm，公转转速35～45rpm；
步骤五、粘度和固含量调节出料。
本发明的有益效果是：本发明的“备胶预混工艺”相比于较传统的“湿混搅拌工艺”和“干混搅拌工艺”浆料分散效果最佳，制备的锂离子电池的极片面密度和极片重量都具有更窄的分布，这有利于改善电池性能的一致性，增加批量生产整批电池成品率和安全性。
附图说明
图1为传统的锂离子电池浆料“湿混搅拌工艺”的工艺流程图。
图2为传统的锂离子电池浆料“干混搅拌工艺”的工艺流程图。
图3为本发明的锂离子电池浆料“备胶预混工艺”的工艺流程图。
图4为本发明实施例1与传统两种锂离子电池浆料所制成的极片面密度分布比较图。
图5为本发明实施例1与传统两种锂离子电池浆料所制成的极片重量分布比较图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术及设备人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，锂离子电池浆料备胶液预混合分散工艺，其具体步骤如下：
1、使用分散机先按照一定的配比预先将粘结剂及溶剂制备成胶液；
2、将活性物质和导电剂粉末在带有双公转自转轴的搅拌机中，低速搅拌混合20min，自转转速300rpm，公转转速15rpm，使导电剂充分分散在活性物质中；
3、把放置好的胶液重量的1/2加入搅拌机中，然后搅拌机通入50℃的温热水循环，使缸壁加热传递热量到缸内的物料加热低速搅拌，自转转速300rpm，公转转速15rpm，时间1h；
4、再将剩余1/2重量的胶液加入到搅拌机中低速搅拌，自转转速300rpm，公转转速15rpm，时间15min，然后转高速搅拌3h，自转转速1000rpm，公转转速35rpm；
5、粘度和固含量调节出料。
实施例2
本发明实施例中，锂离子电池浆料备胶液预混合分散工艺，其具体步骤如下：
1、使用分散机先按照一定的配比预先将粘结剂及溶剂制备成胶液；
2、将活性物质和导电剂粉末在带有双公转自转轴的搅拌机中，低速搅拌混合25min，自转转速400rpm，公转转速20rpm，使导电剂充分分散在活性物质中；
3、把放置好的胶液重量的1/2加入搅拌机中，然后搅拌机通入60℃的温热水循环，使缸壁加热传递热量到缸内的物料加热低速搅拌，自转转速400rpm，公转转速20rpm，时间1.5h；
4、再将剩余1/2重量的胶液加入到搅拌机中低速搅拌，自转转速400rpm，公转转速20rpm，时间20min，然后转高速搅拌4h，自转转速1250rpm，公转转速40rpm；
5、粘度和固含量调节出料。
实施例3
本发明实施例中，锂离子电池浆料备胶液预混合分散工艺，其具体步骤如下：
1、使用分散机先按照一定的配比预先将粘结剂及溶剂制备成胶液；
2、将活性物质和导电剂粉末在带有双公转自转轴的搅拌机中，低速搅拌混合30min，自转转速500rpm，公转转速25rpm，使导电剂充分分散在活性物质中；
3、把放置好的胶液重量的1/2加入搅拌机中，然后搅拌机通入70℃的温热水循环，使缸壁加热传递热量到缸内的物料加热低速搅拌，自转转速500rpm，公转转速25rpm，时间2h；
4、再将剩余1/2重量的胶液加入到搅拌机中低速搅拌，自转转速500rpm，公转转速25rpm，时间30min，然后转高速搅拌5h，自转转速1500rpm，公转转速45rpm；
5、粘度和固含量调节出料。
将本发明实施例1和传统两种制备工艺的浆料涂布的极片面密度和制备的极片重量分布进行如下效果对比：
从以上表中数据对比可以看出，本发明的“备胶预混工艺”相比于较传统的“湿混搅拌工艺”和“干混搅拌工艺”浆料分散效果最佳，制备的锂离子电池的极片面密度和极片重量都具有更窄的分布，这有利于改善电池性能的一致性，增加批量生产整批电池成品率和安全性。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.锂离子电池浆料备胶液预混合分散工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：
步骤一、备胶液：使用分散机先按照一定的配比预先将粘结剂及溶剂制备成胶液；
步骤二、预混合：将活性物质和导电剂粉末在带有双公转自转轴的搅拌机中，低速搅拌混合20～30min，自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，使导电剂充分地分散在活性物质中；
步骤三、高温低速搅拌：把放置好的胶液重量的1/2加入搅拌机中，然后搅拌机通入50℃～70℃的温热水循环，使缸壁加热传递热量到缸内的物料加热进行低速搅拌，自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，时间1～2h；
步骤四、高速粘稠搅拌：再将剩余1/2重量的胶液加入到搅拌机中进行低速搅拌，自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，时间10～30min，然后转高速搅拌3-5h，自转转速1000～1500rpm，公转转速35～45rpm；
步骤五、粘度和固含量调节出料。
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