CN109524625A - 一种负极和膏方法 - Google Patents

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王江林
周丽
马永泉
朱军平
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Abstract

本发明一种负极和膏方法，包括以下步骤，步骤1，将称量好的负极粉料及添加剂加入到和膏机中，开启和膏机的公转和自转搅拌机；步骤2，称取一定量的PTFE乳液，CMC固体粉末加入到高速剪切釜中，再按一定比例加入酒精、纯水、丙酮中的一种或几种，开启高速剪切釜；步骤3，将步骤2中的剪切均匀的溶液，加入到步骤1中的和膏机中；步骤4，将步骤3中的和膏机的自转搅拌机开启自转速度为4000‑5000rad/min，和膏机的公转搅拌机开启公转速度为40‑50rad/min；步骤5，从和膏机观察孔，观察膏体的成团情况，并关闭搅拌设备，开启和膏机上盖，卸料。本发明的和膏方法，降低了成本，且制备的膏体粘结性强，增加了电池的循环寿命。

Description

一种负极和膏方法
技术领域
本发明涉及一种负极和膏方法。
背景技术
目前新能源汽车在我国是一种环保型代步工具，新型的动力电池是电动车核心部件，用量很大，是一种高倍率循环使用的电池，设计要求合理，过程要求严格。在电池生产过程中，和膏作为电池工序的关键工序，其质量的好坏直接影响电池的性能。特别是电池的寿命及电池初期性能。而电池的初期性能及电池寿命，是直接与消费者的需求相对应。负极膏体的配方和制造方法也在一定程度上决定了电池的性能。
传统的铅酸负极和膏，主要为水系和膏，未加入粘结剂，电池的寿命等较低。锂电负极膏体则使用匀浆釜进行和膏，制备的膏体具有一定稠度的浆料，在经过涂布生产成极片。在锌镍电池中，负极则使用匀浆的方法，和制的膏体粘度较小，基本为浆料性状，具有一定的流动性，不仅不能较好的转移，并且各批次和膏时，出现浆料出料不净，影响下面批次和膏的一致性，只适合于拉桨的方法进行制备极片。采用现有的拉桨方式，只能制备较薄的极片，且制备的极片的活物量低，寿命短。制备的极片的一致性差，影响到电池的一致性。为能够提高电池极片的一致性，和膏的状态对电池的制作成为一个关键的因数。和膏的粘度，和膏的成型状态，直接影响电池在后端的生产工艺。另外拉桨的工艺只适合于卷绕电池的生产，要生产叠片式电池存在着较大的隐患。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种负极和膏方法，包括以下步骤，步骤1，将称量好的负极粉料及添加剂加入到和膏机中，开启和膏机的公转和自转搅拌机；步骤2，称取一定量的PTFE(聚四氟乙烯)乳液，CMC(羧甲基纤维素钠)固体粉末加入到高速剪切釜中，再按一定比例加入酒精、纯水、丙酮中的一种或几种，开启高速剪切釜；步骤3，将步骤2中的剪切均匀的溶液，加入到步骤1中的和膏机中；步骤4，将步骤3中的和膏机的自转搅拌机开启自转速度为4000-5000rad/min，和膏机的公转搅拌机开启公转速度为40-50rad/min；步骤5，从和膏机观察孔，观察膏体的成团情况，并关闭搅拌设备，开启和膏机上盖，卸料。
进一步地，所述步骤1中，和膏机公转速度为10-20rad/min；自转的速度为2000-5000rad/min。
进一步地，所述步骤2中，高速剪切釜的转速为10000-30000rad/min。
进一步地，所述步骤3中，加入时间为5-10min。
进一步地，所述步骤4中，和膏机的自转搅拌机开启自转速度为4000-5000rad/min，和膏机的公转搅拌机开启公转速度为40-50rad/min。
进一步地，所述步骤4中，和膏机自转时间为5-10min，和膏机的公转时间为10-20min。
本发明的和膏方法，不仅能够降低粘结剂的用量，而且大大降低了和膏介质的用量，降低了成本，且制备的膏体粘结性强，物料中的粘结剂能够最大化的发挥粘结作用，大大提高了膏体与膏体、膏体与集流体的连接力，从而增加了电池的循环寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明的一种负极和膏方法，包括以下步骤，步骤1，将称量好的负极粉料及添加剂一次性加入到和膏机中，开启和膏机的公转和自转搅拌机，待粉体物料搅拌均匀。和膏机的公转速度为10-20rad/min；自转的速度为2000-5000rad/min，和膏机的公转和自转时间为5-15min；和膏机的公转具有刮壁和刮底的功能，并保证和膏的均一性；步骤2，称取一定量的PTFE(聚四氟乙烯)乳液，CMC(羧甲基纤维素钠)固体粉末加入到高速剪切釜中，聚四氟乙烯和羧甲基纤维素钠起粘接作用，高速剪切釜的转速为10000-30000rad/min；再按一定比例最好固液比1：1-1：:0.4加入和膏介质，和膏介质为酒精、纯水、丙酮中的一种和几种；开启高速剪切釜，将溶液进行高速剪切分散。加入的PTFE乳液的固含量为60％。和膏机中的带有自转和公转的设备，和膏机的公转速度为20-40rad/min；自传的速度为3000-5000rad/min；步骤3，将步骤2中的剪切均匀的溶液，慢慢加入到步骤1中的和膏机中，加入时间为5-10min；步骤4，将步骤3中的和膏机的自转搅拌机开启自转速度为4000-5000rad/min，和膏机的公转搅拌机开启公转速度为40-50rad/min。和膏机自转时间为5-10min；和膏机的公转时间为10-20min；和膏机的自转将物料中的酒精在高速剪切下分散均匀，减少和膏介质的使用量；和膏机的公转是保证整个膏体和膏均一性，并且能够相互成团；步骤5，从和膏机观察孔，观察膏体的成团情况，并关闭搅拌设备，开启和膏机上盖，卸料。
本发明将物料进行工艺的改良，增加了膏体的纤维化程度，制备的膏体为团装，适合于转移到下道工序，各批次均一稳定，另外使用PTFE事先纤维化，PTFE的使用量降低，将负极物料均匀的分散，提高膏体的视密度，不仅增加了电池的比能量，而且降低了生产成本，而且减轻了生产工艺中对和膏介质的回收压力，降低了回收的能耗，节能环保；此外本发明和膏工艺不仅能够降低粘结剂的用量，而且大大降低了和膏介质的用量，降低了成本，且制备的膏体粘结性强，物料中的粘结剂能够最大化的发挥粘结作用，大大提高了膏体与膏体、膏体与集流体的连接力，从而增加了电池的循环寿命。本发明工艺中使用的设备均为现有成熟设备，工艺简单，操作性强。并且在生产过程中无粉尘挥发，绿色环保，节能经济。电池行业可结合自身实际情况进行规模化生产。
实施例1
步骤1，将称量好的铅酸蓄电负极物料及添加剂加入到和膏机中，物料重量为4800g，开启和膏机公转和自传搅拌机，公转速度为100rad/min；自转的速度为200rad/min，搅拌时间为10min；步骤2，将200gPTFE乳液，40gCMC粉末，酒精2L，在高速剪切釜中，在10000rad/min的转速下，剪切5min，得到均一的和膏分散液；步骤3，将步骤2中的溶液在10min的时间里加入到和膏机中；步骤4，开启和膏机的公转和自传搅拌机，自转速度为2500rad/min，和膏机的公转搅拌机开启公转速度为200rad/min。和膏机自转时间为15min；和膏机的公转时间为15min；步骤5，停机，出料，得到团装的均一膏体。
实施例1中得到的膏体与膏体的粘结力更强，就按铅酸蓄电池的合膏视比重一般为4.0-4.5g/cm3，而使用该和膏方法后，和膏视密度可达到5g/cm3以上，且和膏后铅膏的均一性更好。
实施例2
步骤1，将称量好的负极锌镍电池物料及添加剂加入到和膏机中，物料重量为4800g，开启和膏机公转和自传搅拌机，公转速度为200rad/min；自转的速度为3000rad/min，搅拌时间为10min；步骤2，将200gPTFE乳液，40gCMC粉末，酒精2L，在高速剪切釜中，在10000rad/min的转速下，剪切5min，得到均一的和膏分散液；步骤3，将步骤2中的溶液在10min的时间里加入到和膏机中；步骤4，开启和膏机的公转和自传搅拌机，自转速度为2500rad/min，和膏机的公转搅拌机开启公转速度为150rad/min。和膏机自转时间为15min；和膏机的公转时间为15min；步骤5，停机，出料，得到团装的均一膏体。
实施例2中得到的膏体为团装膏体，与现有的拉桨物料不同，物料的稠度高，粘性强，在拉桨阶段可按照不同的工艺制备不同厚度的极片，且极片的比能量高，可提升120％。

Claims (6)

1.一种负极和膏方法，包括以下步骤，步骤1，将称量好的负极粉料及添加剂加入到和膏机中，开启和膏机的公转和自转搅拌机；步骤2，称取一定量的PTFE乳液，CMC固体粉末加入到高速剪切釜中，再按一定比例加入酒精、纯水、丙酮中的一种或几种，开启高速剪切釜；步骤3，将步骤2中的剪切均匀的溶液，加入到步骤1中的和膏机中；步骤4，将步骤3中的和膏机的自转搅拌机开启自转速度为4000-5000rad/min，和膏机的公转搅拌机开启公转速度为40-50rad/min；步骤5，从和膏机观察孔，观察膏体的成团情况，并关闭搅拌设备，开启和膏机上盖，卸料。
2.如权利要求1所述的一种负极和膏方法，其特征在于，所述步骤1中，和膏机公转速度为10-20rad/min；自转的速度为2000-5000rad/min。
3.如权利要求2所述的一种负极和膏方法，其特征在于，所述步骤2中，高速剪切釜的转速为10000-30000rad/min。
4.如权利要求3所述的一种负极和膏方法，其特征在于，所述步骤3中，加入时间为5-10min。
5.如权利要求4所述的一种负极和膏方法，其特征在于，所述步骤4中，和膏机的自转搅拌机开启自转速度为4000-5000rad/min，和膏机的公转搅拌机开启公转速度为40-50rad/min。
6.如权利要求5所述的一种负极和膏方法，其特征在于，所述步骤4中，和膏机自转时间为5-10min，和膏机的公转时间为10-20min。
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