CN108281616A - 锂离子电池正极浆料的制备方法、锂离子电池正极片及锂离子电池 - Google Patents

锂离子电池正极浆料的制备方法、锂离子电池正极片及锂离子电池 Download PDF

Info

Publication number
CN108281616A
CN108281616A CN201810099450.9A CN201810099450A CN108281616A CN 108281616 A CN108281616 A CN 108281616A CN 201810099450 A CN201810099450 A CN 201810099450A CN 108281616 A CN108281616 A CN 108281616A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion battery
glue
slurry
lithium ion
lithium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810099450.9A
Other languages
English (en)
Inventor
林保山
谢剑波
闫李钰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan State Energy Battery Co Ltd
Original Assignee
Henan State Energy Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan State Energy Battery Co Ltd filed Critical Henan State Energy Battery Co Ltd
Priority to CN201810099450.9A priority Critical patent/CN108281616A/zh
Publication of CN108281616A publication Critical patent/CN108281616A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池正极浆料的制备方法、锂离子电池正极片及锂离子电池。本发明的锂离子电池正极浆料的制备方法，包括以下步骤：将溶剂和粘结剂加入到制胶罐中混合均匀，制得胶液，将胶液送入储存罐A中储存；将所述胶液、导电剂与活性物质加入到搅拌罐中，混合均匀，制得待处理浆料，将待处理浆料送入储存罐B中储存；将所述待处理浆料送入高速分散系统中进行处理，得到锂电池正极浆料。本发明工艺简单、易操作，能够显著缩短配料时间，提高生产效率，提高设备利用率，同时浆料混合均匀，浆料的分散性和一致性好。

Description

锂离子电池正极浆料的制备方法、锂离子电池正极片及锂离 子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种锂离子电池正极浆料的制备方法、锂离子电池正极片及锂离子电池。
背景技术
在现有的二次电池体系中，无论从发展空间，还是从寿命、比能量、工作电压和自放电率等技术指标来看，锂离子电池都是当前最有竞争力的二次电池。锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率小、绿色环保等优点，成为二次电池发展的趋势；已广泛应用于无线通讯、数码相机、笔记本电脑等便携电器的电源，并在用作航空航天、国防军工、电动汽车、电动摩托车、野外作业、潜艇等特殊应用领域电源方面具有广阔的应用前景。
浆料的制备是锂离子电池生产环节的关键工序，电极浆料的性能对锂离子电池的性能有着重要的影响。电极浆料中各组分分散得越均匀，极片便具有越好的加工性能，且电极各处的阻抗分布均匀，在充放电时活性物质的作用可以发挥得越大，更有利于提升电池的性能。
传统的锂离子电池正极浆料的配制主要是将活性物质、导电胶液、粘结剂均匀地分散在溶剂中，在机械外力的作用下制成一种均匀稳定的浆料。其中，分散性和稳定性是评价浆料性质主要指标。目前的正极浆料配制过程中，制胶、匀浆、除泡等步骤均在在同一个搅拌罐进行，制备时间较长，生产效率低，设备利用率低；此外，制备中易产生团聚，得到的浆料稳定性不佳，分散性和一致性较差，影响了最终的电池性能。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种锂离子电池正极浆料的制备方法，工艺简单、易操作，能够显著缩短配料时间，提高生产效率，提高设备利用率，同时浆料混合均匀，浆料的分散性和一致性好。
本发明的第二目的在于提供一种锂离子电池正极片，均匀性好，稳定性强，合格率高，具有循环稳定性好、安全性高和成本低的优点。
本发明的第三目的在于提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括上述锂离子电池正极片，具有循环稳定性好、安全性高和成本低的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
根据本发明的一个方面，本发明提供一种锂离子电池正极浆料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
将溶剂和粘结剂加入到制胶罐中混合均匀，制得胶液，将胶液送入储存罐A中储存；
将所述胶液、导电剂与活性物质加入到搅拌罐中，混合均匀，制得待处理浆料，将待处理浆料送入储存罐B中储存；
将所述待处理浆料送入高速分散系统中进行处理，得到锂电池正极浆料。
作为进一步优选技术方案，制备胶液过程中，先将溶剂加入到制胶罐中搅拌升温至35～45℃，搅拌升温时间为20～40min，然后再加入粘结剂，搅拌80～100min，制得胶液。
作为进一步优选技术方案，所述溶剂与粘结剂的质量比为(10～15)：1。
作为进一步优选技术方案，制备待处理浆料过程中，先将胶液和导电剂同时加入到搅拌罐中，搅拌7～15min，再将活性物质加入到搅拌罐中，搅拌60～80min，制得待处理浆料；
优选地，活性物质加入的时间为8～12min，加入活性物质时搅拌罐的公转和自转速度分别为10～15转/分钟和300～600转/分钟；
优选地，在搅拌罐的公转和自转速度分别为10～15转/分钟和500～1000转/分钟的条件下搅拌7～15min；
优选地，在搅拌罐的公转和自转速度分别为20～35转/分钟和800～1500转/分钟的条件下高速搅拌60～80min。
作为进一步优选技术方案，所述待处理浆料在高速分散系统中的处理时间为80～100min，优选为85～95min，进一步优选为90min。
作为进一步优选技术方案，所述高速分散系统依次包括高速分散机、除铁器和脱泡机；
优选地，所述高速分散系统还包括过滤器Ⅰ，所述过滤器Ⅰ设置在高速分散机和除铁器之间；
优选地，所述脱泡机的出口与成品罐相连。
作为进一步优选技术方案，所述制胶罐与所述储存罐A之间设置有过滤器Ⅱ。
作为进一步优选技术方案，所述溶剂包括N－甲基吡咯烷酮、N，N－二甲基甲酰胺、N，N－二乙基甲酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃中的一种或多种，所述溶剂优选为N－甲基吡咯烷酮；
优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、丁苯橡胶或聚烯烃类中的一种或多种，所述粘结剂优选为聚偏氟乙烯；
优选地，所述导电剂包括导电炭黑、导电碳球、导电石墨、碳纳米管、导电碳纤维或石墨烯中的一种或多种；
优选地，所述活性物质包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍酸锂和镍钴锰酸锂中的至少一种。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种锂离子电池正极片，包括正极集流体和形成于所述正极集流体表面的活性材料层，所述活性材料层的浆料采用上述的锂电池正极浆料的制备方法制得。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种锂离子电池，包括上述的锂离子电池正极片。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的提供的锂离子电池正极浆料的制备方法，采用分步配料工艺，包括制备胶液(制胶)、制备待处理浆料(匀浆)和高速分散，配料时间可以得到极大缩短，大大的提高生产效率。
2、本发明将制得的胶液送入储存罐A中储存，可以同时配制两罐胶液供匀浆使用，既能保证胶液有足够的分散时间，又能保证胶液的供应量。
3、本发明的配料系统运转一段时间后，制胶工序、匀浆工序以及高速分散工序可以同时进行，即整个配料系统连续运转后，配制一罐浆料仅需90min左右，可以极大缩短配料时间，提高设备利用率，与现有的配制一罐浆料需8－10个小时相比，生产效率提高近6倍。
4、本发明将待处理浆料经过高速分散系统的处理使得浆料混合更均匀，可同时除去浆料中金属杂质和气泡，保证浆料有更好的电性能和涂布效果。
5、本发明的制备方法，工艺简单，易于实施，不仅生产时间短，经济效能高，而且浆料混合非常均匀，不易沉淀，提高了浆料的性能，使得浆料具有良好的均一性、稳定性和分散性；从而可以在制备正极片时拉浆顺利进行，极片合格率高，提高了涂布的均匀性，并显著提升最终制备获得的正极极片的整体性能。进一步地，将所述正极极片应用在锂离子电池中，能够提高电池的稳定性和一致性，使制得的锂离子电池具有较好的循环稳定性、可发挥较高的容量、倍率性能好，安全性能好，延长了锂离子电池的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一种实施方式提供的锂离子电池正极浆料的制备工艺流程图；
图2为现有技术中的锂离子电池正极浆料的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术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。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
第一方面，在至少一个实施例中提供一种锂离子电池正极浆料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
将溶剂和粘结剂加入到制胶罐中混合均匀，制得胶液，将胶液送入储存罐A中储存；
将所述胶液、导电剂与活性物质加入到搅拌罐中，混合均匀，制得待处理浆料，将待处理浆料送入储存罐B中储存；
将所述待处理浆料送入高速分散系统中进行处理，得到锂电池正极浆料。
本发明针对现有锂离子电池浆料配料时间长、混合均匀性有待提升的问题进行了改进，以实现在相对时间较短内配制成分散均匀、性能长时间稳定的浆料。
一方面，上述制备方法采用分步配料工艺，包括制备胶液(制胶)、制备待处理浆料(匀浆)和高速分散，配料时间可以得到极大缩短，大大的提高生产效率，进一步地讲：
制胶工序将制备完成的胶液送入储存罐A中储存，可以同时配制两罐胶液供匀浆使用，既能保证胶液有足够的分散时间，又能保证胶液的供应量；同时均浆工序将制备完成的待处理浆料用储存罐B储存，而不直接进行高速分散，可防止产生循环死角，导致部分浆料未能进行分散，还可提高生产效率和设备利用率。该配料系统第一次运行时，制胶罐、搅拌罐和高速分散系统可依次进行，而当配料系统运转一段时间后，制胶工序中的制胶罐、匀浆工序中的搅拌罐以及高速分散工序可以同时进行，即整个配料系统连续运转后，配制一罐浆料仅需90min左右，可以极大缩短配料时间，提高设备利用率，与现有的配制一罐浆料需8－10个小时相比，生产效率提高近6倍。
另一方面，上述制备方法通过分步配料的方式，待处理浆料经过高速分散系统的处理使得浆料混合更均匀，可同时除去浆料中金属杂质和气泡，保证浆料有更好的电性能和涂布效果。
因此，本发明的制备方法不仅生产时间短，经济效能高，而且浆料混合非常均匀，不易沉淀，可避免颗粒团聚现象的出现，提高了浆料的性能，使得浆料具有良好的均一性、稳定性和分散性；从而可以在制备正极片时拉浆顺利进行，极片合格率高，提高了涂布的均匀性，并显著提升最终制备获得的正极极片的整体性能。进一步地，将所述正极极片应用在锂离子电池中，能够提高电池的稳定性和一致性，使制得的锂离子电池具有较好的循环稳定性、可发挥较高的容量、安全性能好，倍率性能高，延长了锂离子电池的使用寿命，拓展了锂离子电池的适用范围。
在一种优选的实施方式中，制备胶液过程中，先将溶剂加入到制胶罐中搅拌升温至35～45℃，搅拌升温时间为20～40min，然后再加入粘结剂，搅拌80～100min，制得胶液，将制备好的胶液打入储存罐A中，待匀浆使用；搅拌的温度典型但非限制性的为35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃，溶剂搅拌的时间典型但非限制性的为20min、22min、24min、25min、26min、28min、30min、32min、34min、35min、36min、38min或40min；加入粘结剂后继续搅拌的时间典型但非限制性的为80min、82min、84min、85min、86min、88min、90min、92min、94min、95min、96min、98min或100min；
优选地，所述溶剂与粘结剂的质量比为(10～15)：1，优选为(12～14)：1，进一步优选为13：1；加入的溶剂与粘结剂的质量比典型但非限制性的为10：1、11：1、12：1、13：1、14：1或15：1；在上述操作条件下，制得的胶液均匀性更好，长时间稳定，有助于浆料的分散均匀，同时适宜的溶剂和粘结剂的质量比还有助于固含量的控制和浆料的粘度的调节。
可选地，溶剂的储罐和粘结剂的储罐分别通过各自的计量装置与制胶罐连接，以便于准确的控制溶剂和粘结剂的添加量，方便操作，控制精准。
在一种优选的实施方式中，制备待处理浆料过程中，先将胶液和导电剂同时加入到搅拌罐中，搅拌7～15min，再将活性物质加入到搅拌罐中，搅拌60～80min，制得待处理浆料；
优选地，上述匀浆过程中，先将制备好的胶液与导电剂同时加入至搅拌罐中，在搅拌罐的公转和自转速度分别为10～15转/分钟和500～1000转/分钟的条件下搅拌7～15min；其中，公转的速度典型但非限制的为10转/分钟、11转/分钟、12转/分钟、13转/分钟、14转/分钟或15转/分钟，自转的速度典型但非限制的为500转/分钟、600转/分钟、700转/分钟、800转/分钟、900转/分钟或100转/分钟，搅拌的时间典型但非限制的为7min、8min、9min、10min、11min、12min、14min或15min；
然后在低速搅拌下将活性物质加入到搅拌罐中，活性物质的加入时间典型但非限制的为8min、9min、10min、11min或12min，加入活性物质时搅拌罐的公转速度典型但非限制的为10转/分钟、11转/分钟、12转/分钟、13转/分钟、14转/分钟或15转/分钟，自转的速度典型但非限制的为300转/分钟、400转/分钟、500转/分钟或600转/分钟；
即边加入活性物质边搅拌，带加料完成后，增加自转和公转速度继续搅拌一段时间，其中，加料完成后搅拌罐的公转速度典型但非限制的为20转/分钟、25转/分钟、30转/分钟或35转/分钟，自转的速度典型但非限制的为800转/分钟、900转/分钟、1000转/分钟、1100转/分钟、1200转/分钟、1300转/分钟、1400转/分钟或1500转/分钟；
搅拌完成后，将制备好的待处理浆料打入储存罐B中待进行高速分散处理。
这样，在上述操作条件下制备的待处理浆料，可以使浆料较好的混合均匀，使浆料分布均匀，避免有颗粒团聚现象的出现，进而有助于提高浆料的性能；同时，将胶液与导电剂同时加入搅拌罐中，可缩短加料时间。
可选地，导电剂的储罐与活性物质的储罐分别通过各自的计量装置与搅拌罐连接，储存罐A通过计量装置与搅拌罐连接；以便于准确的控制导电剂、活性物质和胶液的添加量，方便操作，控制精准。
在一种优选的实施方式中，所述待处理浆料在高速分散系统中的处理时间为80～100min，优选为85～95min，进一步优选为90min。
整个配料系统连续运转后，配制一罐浆料的时间即约等于高速分散的处理时间，即通过合理控制高速分散处理的时间可缩短整个配料时间。本发明的高速分散处理时间需90min左右，从而极大缩短配料时间，提高了设备利用率，与现有的配制一罐浆料需8－10个小时相比，生产效率提高近6倍。
在一种优选的实施方式中，所述高速分散系统依次包括高速分散机、除铁器和脱泡机；
优选地，所述高速分散系统还包括过滤器Ⅰ，所述过滤器Ⅰ设置在高速分散机和除铁器之间；
优选地，所述脱泡机的出口与成品罐相连。
在一种优选的实施方式中，所述制胶罐与所述储存罐A之间设置有过滤器Ⅱ。
将制备好的待处理浆料通过高速分散系统使浆料充分混合同时除去浆料中金属杂质和气泡，其中高速分散系统包括依次连接的高速分散机、过滤器Ⅰ除铁器和脱泡机，脱泡机与成品罐相连，高速分散系统运行约90min，经过高速分散后制备的成品浆料打入成品罐待涂布使用。
需要说明的是，上述高速分散机、过滤器除铁器和脱泡机均为现有设备，按照现有技术进行操作和使用即可。可选地，所述高速分散机可为行星式动力混合分散机、高速搅拌机、高能球磨机、高速乳化分散机、超速离心机、剪切式微细分散机、超声波高速分散机中的一种或多种组合；分散频率为2000～20000r/min。
可选地，高速分散可在真空条件下进行，高速分散的过程中，浆料温度为25～45℃，高速分散的速度为5～15L/min。
可选地，过滤采用三级过滤系统过滤浆料，滤芯为100～150目。
可选地，通过除铁器进行除铁，除铁速度为5～15L/min。
可选地，脱泡为真空脱泡，真空脱泡速度为5～15L/min，真空度为－0.08Mpa～－0.1Mpa。
在一种优选的实施方式中，所述溶剂包括N－甲基吡咯烷酮、N，N－二甲基甲酰胺、N，N－二乙基甲酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃中的一种或多种，所述溶剂优选为N－甲基吡咯烷酮；
优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、丁苯橡胶或聚烯烃类中的一种或多种，所述粘结剂优选为聚偏氟乙烯；
优选地，所述导电剂包括导电炭黑、导电碳球、导电石墨、碳纳米管、导电碳纤维或石墨烯中的一种或多种；
优选地，所述活性物质包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍酸锂和镍钴锰酸锂中的至少一种。
可以理解的是，本发明对于各溶剂、粘结剂、导电剂和活性物质的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员所熟知的各原料即可；如可以采用其市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的制备方法自行制备。
其中，溶剂优选为N－甲基吡咯烷酮，即NMP(N－methyl－2－pyrrolidone)，具有粘度低、化学稳定性和热稳定性好、挥发性低的特点，成本低，来源广，制得的浆料流动性好。
粘结剂优选为聚偏氟乙稀，即PVDF(Polyvinylidene Fluoride)，是一种性能优良的粘结剂，价格低廉，粘结性能好，有助于提高电池性能。
导电剂优选为导电碳黑(或导电炭黑)能够提高正极材料与正极集流体之间的电子传输，降低电极的界面接触电阻，起到去极化的作用。
对于正极活性物质不做特殊的限定，可以采用上述任意一种或几种或本领域常用的其他类型的正极材料或正极复合材料。
需要说明的是，本发明对于浆料中各原料的比例不做特殊的限定；制得的正极浆料中，活性物质、粘结剂和导电剂的质量比例如可以为活性物质：粘结剂：导电剂＝(91～98)：(1～5)：(1～4)。配制过程中，按照实际所需比例进行添加各物质即可。
可选地，制得的正极浆料的粘度为2000～8000mPa·s。操作过程中，可测试浆料粘度，并调整到工艺要求范围。
第二方面，在至少一个实施例中提供了一种锂离子电池正极片，包括正极集流体和形成于所述正极集流体表面的活性材料层，所述活性材料层的浆料采用上述的锂电池正极浆料的制备方法制得。
第三方面，在至少一个实施例中提供了一种锂离子电池，包括上述的锂离子电池正极片。该锂离子电池还包括负极片、隔膜和电解液。
可以理解的是，本发明对于正极集流体、负极片、隔膜以及电解液的具体类型没有特别限制，按照本领域常规选择即可。
对于形成于正极集流体表面的活性材料层的形成方式也没有特别的限制，采用常规的涂布工序将制得的浆料进行涂布即可。
通过上述方法制得的正极浆料具有良好的均一性、稳定性和分散性，可以提高涂布工序的均匀性，缓解现有技术在电池极片涂布过程中易出现裂纹，极片合格率低的技术问题，从而有助于提升最终制备获得的正极极片的整体性能。进一步地，将所述正极极片应用在锂离子电池中，能够提高电池的稳定性和一致性，使制得的锂离子电池具有较好的循环稳定性、可发挥较高的容量、安全性能好，倍率性能高，延长了锂离子电池的使用寿命，拓展了锂离子电池的适用范围。
下面结合具体实施例、对比例和附图，对本发明作进一步说明。
实施例1
图1显示了本发明一种实施方式提供的锂离子电池正极浆料的制备工艺流程图，如图1所示，主要包括以下步骤：
(a)制胶：先将NMP加入到制胶罐中搅拌升温至40℃，搅拌升温时间为30min，然后再加入PVDF搅拌，搅拌90min，制得胶液，将制备好的胶液打入储存罐A中，待匀浆使用；其中NMP与PVDF的质量比为12：1；
(b)匀浆：将制备好的胶液和导电剂同时加入到搅拌罐中，在搅拌罐的公转和自转速度分别为15转/分钟和1000转/分钟的条件下搅拌10min，再在低速搅拌即在公转和自转速度分别为10转/分钟和500转/分钟的条件下将活性物质加入到搅拌罐中，加料时间为10min，加料完成后增加自转和公转速度，在公转和自转速度分别为25转/分钟和1000转/分钟的条件下再搅拌70min，制得待处理浆料，将制备好的待处理浆料打入储存罐B中待进行高速分散处理；
(c)高速分散：将待处理浆料送入高速分散系统中，依次经过高速分散机、过滤器Ⅰ、除铁器和脱泡机的处理，共90min，得到锂电池正极浆料，将经过高速分散后的成品浆料打入成品罐中待涂布使用。
实施例2
一种锂离子电池正极浆料的制备方法，主要包括以下步骤：
(a)制胶：先将NMP加入到制胶罐中搅拌升温至35℃，搅拌升温时间为25min，然后再加入PVDF搅拌，搅拌80min，制得胶液，将制备好的胶液打入储存罐A中，待匀浆使用；其中NMP与PVDF的质量比为13：1；
(b)匀浆：将制备好的胶液和导电炭黑同时加入到搅拌罐中，在搅拌罐的公转和自转速度分别为10转/分钟和800转/分钟的条件下搅拌12min，再在低速搅拌即在公转和自转速度分别为10转/分钟和400转/分钟的条件下将磷酸铁锂加入到搅拌罐中，加料时间为12min，加料完成后增加自转和公转速度，在公转和自转速度分别为35转/分钟和1000转/分钟的条件下再搅拌80min，制得待处理浆料，将制备好的待处理浆料打入储存罐B中待进行高速分散处理；
(c)高速分散：将待处理浆料送入高速分散系统中，依次经过高速分散机、过滤器Ⅰ、除铁器和脱泡机的处理，共100min，得到锂电池正极浆料，将经过高速分散后的成品浆料打入成品罐中待涂布使用。
实施例3
一种锂离子电池正极浆料的制备方法，主要包括以下步骤：
(a)制胶：先将NMP加入到制胶罐中搅拌升温至45℃，搅拌升温时间为40min，然后再加入PVDF搅拌，搅拌100min，制得胶液，将制备好的胶液打入储存罐A中，待匀浆使用；其中NMP与PVDF的质量比为14：1；
(b)匀浆：将制备好的胶液和导电炭黑同时加入到搅拌罐中，在搅拌罐的公转和自转速度分别为15转/分钟和1000转/分钟的条件下搅拌8min，再在低速搅拌即在公转和自转速度分别为10转/分钟和600转/分钟的条件下将镍钴锰酸锂加入到搅拌罐中，加料时间为8min，加料完成后增加自转和公转速度，在公转和自转速度分别为25转/分钟和1500转/分钟的条件下再搅拌60min，制得待处理浆料，将制备好的待处理浆料打入储存罐B中待进行高速分散处理；
(c)高速分散：将待处理浆料送入高速分散系统中，依次经过高速分散机、过滤器Ⅰ、除铁器和脱泡机的处理，共85min，得到锂电池正极浆料，将经过高速分散后的成品浆料打入成品罐中待涂布使用。
对比例1
图2显示了现有技术中的锂离子电池正极浆料的制备工艺流程图，如图2所示，主要包括以下步骤：
先将NMP加入到搅拌罐中，然后加入PVDF搅拌，是PVDF充分溶解，搅拌时间为4h；
然后将导电剂加入到搅拌罐中，使PVDF胶液与导电剂充分溶解，搅拌时间为0.5h；
再将活性物质加入到搅拌罐中，使得活性物质、导电剂和PVDF胶液充分溶解，搅拌时间为3h；
最后进行高速分散(真空除泡/除铁)，时间为0.5h；隔膜泵出料，时间为0.5h。
按照上述现有技术中的配料方法，配制一罐浆料的时间约为8.5h。(对比例1中各物质的添加量与实施例1相同)
性能测试
分别对实施例1－3和对比例1制得的正极浆料进行粘度的测试，得到粘度1，然后将各浆料在室温下敞开放置1天后测试并得到粘度2，放置3天后测试并得到粘度3；其中，粘度通过B型粘度计是在25℃时3号转子、12转/min下测得的。
将各实施例和对比例所得浆料涂布在铝箔上，经过辊压、模切制成正极片，将正极片与隔膜和负极片叠片、包膜、烘烤、注液、化成、分容，制成锂离子电池，每个实施例和对比例各取10颗电池，测试其容量和循环寿命。测试结果如表1所示。
表1性能测试结果
由以上可以看出，本发明实施例制得的正极浆料粘度良好，粘度在工艺要求范围内，按照本发明方法所制备得到的正极浆料粘度在3天内，粘度变化很小，基本保持了原有浆料的性质，不会出现沉降现象，浆料性能更稳定；同时本发明实施例还极大提高了生产效率，与对比例中的配制一罐浆料需要8.5h相比，本发明实施例提供的配料工艺配制一罐浆料仅需要80－100min，生产效率提高近6倍。
同时，将制得的浆料涂布在正极集流体上，制成正极片，再按照现有工艺将极片制备成锂离子电池，由于本发明的锂离子电池及其极片采用了上述浆料，上述浆料具有良好的导电性、且分散效果和稳定性好，使得制得的锂离子电池发挥较高的容量及较好的循环稳定性，延长了锂离子电池的使用寿命。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将溶剂和粘结剂加入到制胶罐中混合均匀，制得胶液，将胶液送入储存罐A中储存；
将所述胶液、导电剂与活性物质加入到搅拌罐中，混合均匀，制得待处理浆料，将待处理浆料送入储存罐B中储存；
将所述待处理浆料送入高速分散系统中进行处理，得到锂电池正极浆料。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，制备胶液过程中，先将溶剂加入到制胶罐中搅拌升温至35～45℃，搅拌升温时间为20～40min，然后再加入粘结剂，搅拌80～100min，制得胶液。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述溶剂与粘结剂的质量比为(10～15)：1。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，制备待处理浆料过程中，先将胶液和导电剂同时加入到搅拌罐中，搅拌7～15min，再将活性物质加入到搅拌罐中，搅拌60～80min，制得待处理浆料；
优选地，活性物质加入的时间为8～12min，加入活性物质时搅拌罐的公转和自转速度分别为10～15转/分钟和300～600转/分钟；
优选地，在搅拌罐的公转和自转速度分别为10～15转/分钟和500～1000转/分钟的条件下搅拌7～15min；
优选地，在搅拌罐的公转和自转速度分别为20～35转/分钟和800～1500转/分钟的条件下高速搅拌60～80min。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述待处理浆料在高速分散系统中的处理时间为80～100min，优选为85～95min，进一步优选为90min。
6.根据权利要求1～5任一项所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述高速分散系统依次包括高速分散机、除铁器和脱泡机；
优选地，所述高速分散系统还包括过滤器Ⅰ，所述过滤器Ⅰ设置在高速分散机和除铁器之间；
优选地，所述脱泡机的出口与成品罐相连。
7.根据权利要求1～5任一项所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述制胶罐与所述储存罐A之间设置有过滤器Ⅱ。
8.根据权利要求1～5任一项所述的锂离子电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括N－甲基吡咯烷酮、N，N－二甲基甲酰胺、N，N－二乙基甲酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃中的一种或多种，所述溶剂优选为N－甲基吡咯烷酮；
优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、丁苯橡胶或聚烯烃类中的一种或多种，所述粘结剂优选为聚偏氟乙烯；
优选地，所述导电剂包括导电炭黑、导电碳球、导电石墨、碳纳米管、导电碳纤维或石墨烯中的一种或多种；
优选地，所述活性物质包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍酸锂和镍钴锰酸锂中的至少一种。
9.一种锂离子电池正极片，包括正极集流体和形成于所述正极集流体表面的活性材料层，其特征在于，所述活性材料层的浆料采用权利要求1～8任一项所述的锂电池正极浆料的制备方法制得。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的锂离子电池正极片。
CN201810099450.9A 2018-01-31 2018-01-31 锂离子电池正极浆料的制备方法、锂离子电池正极片及锂离子电池 Pending CN108281616A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810099450.9A CN108281616A (zh) 2018-01-31 2018-01-31 锂离子电池正极浆料的制备方法、锂离子电池正极片及锂离子电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810099450.9A CN108281616A (zh) 2018-01-31 2018-01-31 锂离子电池正极浆料的制备方法、锂离子电池正极片及锂离子电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108281616A true CN108281616A (zh) 2018-07-13

Family

ID=62807312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810099450.9A Pending CN108281616A (zh) 2018-01-31 2018-01-31 锂离子电池正极浆料的制备方法、锂离子电池正极片及锂离子电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108281616A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110085372A (zh) * 2019-05-21 2019-08-02 泰兴市宁辉锂电池有限公司 一种高分散性导电胶的制作设备及其制备方法
CN110534695A (zh) * 2019-08-30 2019-12-03 江西安驰新能源科技有限公司 一种锂离子电池正极合浆工艺
CN110911645A (zh) * 2019-12-10 2020-03-24 杭州威宏能源科技有限公司 一种汽车启动电源高倍率锂电池极片及其制作工艺和应用
CN111463490A (zh) * 2020-03-20 2020-07-28 梅州市量能新能源科技有限公司 一种电池胶液的制备方法
CN111864198A (zh) * 2020-08-21 2020-10-30 安瑞创新(厦门)能源有限公司 一种三元材料复合磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法
CN114243016A (zh) * 2021-11-17 2022-03-25 惠州锂威新能源科技有限公司 一种正极浆料及其制备方法、正极片以及锂离子电池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101393978A (zh) * 2007-09-19 2009-03-25 深圳市比克电池有限公司 一种锂离子电池电极用浆料及其制备方法
CN102593423A (zh) * 2012-02-28 2012-07-18 天津市捷威动力工业有限公司 一种快速制备锂离子电池正极浆料和正极的方法
CN106654166A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 浙江超威创元实业有限公司 锂离子电池正极浆料的匀浆工艺及正极极片、锂离子电池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101393978A (zh) * 2007-09-19 2009-03-25 深圳市比克电池有限公司 一种锂离子电池电极用浆料及其制备方法
CN102593423A (zh) * 2012-02-28 2012-07-18 天津市捷威动力工业有限公司 一种快速制备锂离子电池正极浆料和正极的方法
CN106654166A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 浙江超威创元实业有限公司 锂离子电池正极浆料的匀浆工艺及正极极片、锂离子电池

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110085372A (zh) * 2019-05-21 2019-08-02 泰兴市宁辉锂电池有限公司 一种高分散性导电胶的制作设备及其制备方法
CN110085372B (zh) * 2019-05-21 2024-04-09 泰兴市宁辉锂电池有限公司 一种高分散性导电胶的制作设备及其制备方法
CN110534695A (zh) * 2019-08-30 2019-12-03 江西安驰新能源科技有限公司 一种锂离子电池正极合浆工艺
CN110911645A (zh) * 2019-12-10 2020-03-24 杭州威宏能源科技有限公司 一种汽车启动电源高倍率锂电池极片及其制作工艺和应用
CN111463490A (zh) * 2020-03-20 2020-07-28 梅州市量能新能源科技有限公司 一种电池胶液的制备方法
CN111864198A (zh) * 2020-08-21 2020-10-30 安瑞创新(厦门)能源有限公司 一种三元材料复合磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法
CN111864198B (zh) * 2020-08-21 2021-08-03 安瑞创新(厦门)能源有限公司 一种三元材料复合磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法
CN114243016A (zh) * 2021-11-17 2022-03-25 惠州锂威新能源科技有限公司 一种正极浆料及其制备方法、正极片以及锂离子电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108281616A (zh) 锂离子电池正极浆料的制备方法、锂离子电池正极片及锂离子电池
CN109786724B (zh) 一种超低温高倍率型锂离子电池及其制备方法
CN106654166B (zh) 锂离子电池正极浆料的匀浆工艺及正极极片、锂离子电池
CN105932229B (zh) 一种高容量锂离子电池负极片的制备方法
CN108305987A (zh) 锂离子电池负极浆料的配料工艺、锂离子电池负极片及锂离子电池
CN108232156B (zh) 一种固态电池用的硅碳复合负极及其制备方法
CN101409366B (zh) 一种凝胶聚合物锂离子电池的制造方法
CN106252603A (zh) 一种锂离子电池浆料的制备方法
CN107394255A (zh) 复合电解质膜及其制备方法以及含该膜的全固态锂电池
WO2018113486A1 (zh) 锂离子电池浆料及其制备方法
CN108281640B (zh) 锂离子电池正极浆料的配料工艺、锂离子电池正极片及锂离子电池
CN110311130B (zh) 一种铌酸钛负极材料及其制备方法
CN104091937A (zh) 钛酸锂包覆经表面处理石墨的负极材料、制法及其应用
CN108063214A (zh) 一种锂离子电池正极浆料的制备方法
CN109980290B (zh) 一种混合固液电解质锂蓄电池
CN107086128B (zh) 一种混合型化学电源器件电极及其制备方法
CN106941190A (zh) 石榴石型固体电解质材料的制备方法
CN105406081A (zh) 一种锂离子电池正极浆料的制备方法
CN108400287A (zh) 采用振动-机械搅拌联用制备锂离子电池电极浆料的方法
CN112909326A (zh) 一种干法制备的硫化物复合固体电解质及其制备方法
CN103928668A (zh) 一种锂离子电池及其正极材料的制备方法
Cheng et al. A novel binder-sulfonated polystyrene for the sulfur cathode of Li-S batteries
CN106299351A (zh) 一种正极浆料及其制备方法、锂离子电池
CN104600242B (zh) 一种锂离子电池复合正极材料、正极极片及锂离子电池
CN106207128A (zh) 一种Zr(OH)4包覆镍钴铝三元正极材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180713