CN108619927A - 一种新型锂离子电池正极浆料搅拌工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型锂离子电池正极浆料搅拌工艺，该工艺包括以下步骤：（1）导电胶液制备，（2）活性物质浸润，（3）常温低速正反转搅拌，（4）真空高速搅拌，（5）调节浆料粘度和固含量出料制备出锂离子电池正极浆料。相对于传统的“湿混搅拌”和“干混搅拌”，本发明的有益效果是本发明的新型正极浆料搅拌工艺在一定的程度上综合了“湿混搅拌”和“干混搅拌”的优点，不仅能提高锂离子电池正极浆料分散均匀性能，同时能减少搅拌设备的损耗，延长设备的使用寿命。

Description

一种新型锂离子电池正极浆料搅拌工艺

技术领域

本发明属于锂离子电池制备技术领域，尤其涉及一种新型锂离子电池正极浆料搅拌工艺。

背景技术

在锂离子电池的生产工序中，正负极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成品电池的容量、内阻、电压降等各项性能。目前锂离子电池行业主流的方法有两种，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“湿混搅拌”， 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或者活性物质、导电剂先预先混合，再加入粘结剂、溶剂配制成的胶液按照一定的搅拌速率搅拌，调制成所需浆料，行业统一称为“干混搅拌”。然而，在上述两种方法的搅拌过程中，使用“湿混搅拌”的活性物质和导电剂等粉料分散效果不理想，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，使用“干混搅拌”虽然物料分散效果理想，但使设备的损耗加快，导致使用寿命缩短。

因此现有技术需要改进。

发明内容

传统的“湿混搅拌”是先制备胶液，然后一步一步加入固体物料慢慢混合分散，因浆料粘度高，导致同等转速下、同等时间下，固体物料受到的剪切次数少，造成分散效果不佳。“干混搅拌”相对于“湿混搅拌”而言，固体物料受到的剪切次数相对较多，分散效果较为理想，但设备损耗快，使用寿命缩短。

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种新型锂离子电池正极浆料搅拌工艺，该工艺能有效地提高浆料分散均匀性能，同时能减少搅拌设备的损耗，延长设备的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种新型锂离子电池正极浆料搅拌工艺，该工艺包括以下步骤：

（1）导电胶液制备：使用分散机按照一定的配比预先将粘结剂、溶剂、导电剂粉末制备成导电胶液；

（2）活性物质浸润：将活性物质和NMP（N-甲基吡咯烷酮）在带有双公转自转轴的搅拌机中，低速顺时针公转搅拌混合10～30min，转速15～25rpm，然后逆时针公转10～30min，转速15～25rpm，使导电剂充分分散在活性物质中；

（3）常温低速正反转搅拌：把配制好的导电胶液使用三层600目筛网进行过筛，把过筛后1/2的导电胶液加入到搅拌机中，低速自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，时间10～30min，最后再把剩余1/2导电胶液加入到搅拌机中，低速自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，时间20～30min；

（4）真空高速搅拌：开启真空，真空≤-0.07Mpa，高速搅拌3-5h，自转转速1000～1500rpm，公转转速30～40rpm；

（5）调节浆料粘度和固含量：低速自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，时间30～40min，符合工艺规格范围后进行出料。

相对于传统的“湿混搅拌”和“干混搅拌”，本发明的有益效果：本发明的新型正极浆料搅拌工艺在一定的程度上综合了“湿混搅拌”和“干混搅拌”的优点，不仅能提高锂离子电池正极浆料分散均匀性能，同时能减少搅拌设备的损耗，延长设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的搅拌工艺流程示意图。

图2为本发明实施例2的搅拌工艺涂布面密度过程能力分布图。

图3为本发明实施例2的搅拌工艺制成的极片后重量分布数据表。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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，一种新型锂离子电池正极浆料搅拌工艺，其具体步骤如下：

（1）导电胶液制备：使用分散机按照一定的配比预先将粘结剂、溶剂、导电剂粉末制备成导电胶液；

（2）活性物质浸润：将活性物质和NMP在带有双公转自转轴的搅拌机中，低速顺时针公转搅拌混合10min，转速15rpm，然后逆时针公转10min，转速15rpm，使导电剂充分分散在活性物质中；

（3）常温低速正反转搅拌：把配制好的导电胶液使用三层600目筛网进行过筛，把过筛后1/2的导电胶液加入到搅拌机中，低速自转转速300rpm，公转转速15rpm，时间10min，最后再把剩余1/2导电胶液加入到搅拌机中，低速自转转速300rpm，公转转速15rpm，时间20min；

（4）真空高速搅拌：开启真空，真空≤-0.07Mpa，高速搅拌3h，自转转速1000rpm，公转转速30rpm；

（5）调节浆料粘度和固含量：低速自转转速30rpm，公转转速15rpm，时间30min，符合工艺规格范围后进行出料。

实施例2：

本发明实施例中，一种新型锂离子电池正极浆料搅拌工艺，其具体步骤如下：

（1）导电胶液制备：使用分散机按照一定的配比预先将粘结剂、溶剂、导电剂粉末制备成导电胶液；

（2）活性物质浸润：将活性物质和NMP在带有双公转自转轴的搅拌机中，低速顺时针公转搅拌混合20min，转速20rpm，然后逆时针公转20min，转速20rpm，使导电剂充分分散在活性物质中；

（3）常温低速正反转搅拌：把配制好的导电胶液使用三层600目筛网进行过筛，把过筛后1/2的导电胶液加入到搅拌机中，低速自转转速400rpm，公转转速20rpm，时间20min，最后再把剩余1/2导电胶液加入到搅拌机中，低速自转转速400rpm，公转转速20rpm，时间25min；

（4）真空高速搅拌：开启真空，真空≤-0.07Mpa,高速搅拌4h，自转转速1250rpm，公转转速35rpm；

（5）调节浆料粘度和固含量：低速自转转速400rpm，公转转速20rpm，时间35min，符合工艺规格范围后进行出料。

实施例3：

本发明实施例中，一种新型锂离子电池正极浆料搅拌工艺，其具体步骤如下：

（1）导电胶液制备：使用分散机按照一定的配比预先将粘结剂、溶剂、导电剂粉末制备成导电胶液；

（2）活性物质浸润：将活性物质和NMP在带有双公转自转轴的搅拌机中，低速顺时针公转搅拌混合30min，转速25rpm，然后逆时针公转30min，转速25rpm，使导电剂充分分散在活性物质中；

（3）常温低速正反转搅拌：把配制好的导电胶液使用三层600目筛网进行过筛，把过筛后1/2的导电胶液加入到搅拌机中，低速自转转速500rpm，公转转速25rpm，时间30min，最后再把剩余1/2导电胶液加入到搅拌机中，低速自转转速500rpm，公转转速25rpm，时间30min；

（4）真空高速搅拌：开启真空，真空≤-0.07Mpa，高速搅拌5h，自转转速1500rpm,公转转速40rpm；

（5）调节浆料粘度和固含量：低速自转转速500rpm，公转转速25rpm，时间40min，符合工艺规格范围后进行出料。

按照本发明实施例2中的搅拌步骤及参数生产聚合物锂离子电池（型号为8077129）正极浆料200公斤，涂布时每隔20段（分段涂布）随机抽取2个样品测量其双面面密度，其涂布面密度过程能力分布图如图2。涂布烘烤干后，制作成极片同样地每隔20段随机抽取分条小片，称量极片重量并记录好数据，极片后重量分布数据表如图3。从图3中的极片重量数据分布和图2的过程能力分布图表明本发明的新型搅拌工艺涂布面密度及重量一致性优异，浆料分散均匀，并不对机器制造过大损耗。本发明的新型正极浆料搅拌工艺在一定的程度上综合了“湿混搅拌”和“干混搅拌”的优点，不仅能提高锂离子电池正极浆料分散均匀性能，同时能减少搅拌设备的损耗，延长设备的使用寿命。

Claims (1)

1.一种新型锂离子电池正极浆料搅拌工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

（1）导电胶液制备：使用分散机按照一定的配比预先将粘结剂、溶剂、导电剂粉末制备成导电胶液；

（2）活性物质浸润：将活性物质和NMP（N-甲基吡咯烷酮）在带有双公转自转轴的搅拌机中，低速顺时针公转搅拌混合10～30min，转速15～25rpm，然后逆时针公转10～30min，转速15～25rpm，使导电剂充分分散在活性物质中；

（3）常温低速正反转搅拌：把配制好的导电胶液使用三层600目筛网进行过筛，把过筛后1/2的导电胶液加入到搅拌机中，低速自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，时间10～30min，最后再把剩余1/2导电胶液加入到搅拌机中，低速自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，时间20～30min；

（4）真空高速搅拌：开启真空，真空≤-0.07Mpa，高速搅拌3-5h，自转转速1000～1500rpm，公转转速30～40rpm；

（5）调节浆料粘度和固含量：低速自转转速300～500rpm，公转转速15～25rpm，时间30～40min，符合工艺规格范围后进行出料。