CN110289393B - 锂电池负极极片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了制备锂电池负极极片的方法和通过该方法制备得到的锂电池负极极片。该制备锂电池负极极片的方法包括：(1)提供第一石墨颗粒和第二石墨颗粒，所述第一石墨颗粒的平均粒径大于所述第二石墨颗粒的平均粒径；将所述第一石墨颗粒和所述第二石墨颗粒混合，得到石墨混料；(2)将所述石墨混料与羧甲基纤维素钠、粘结剂、导电剂和溶剂混合，得到负极浆料；(3)将所述负极浆料施加在负极集流体上，并依次进行第一热辊压处理和第二热辊压处理，得到所述锂电池负极极片。该制备锂电池负极极片的方法通过优化负极浆料组成、辊压工艺等条件，可以有效解决负极极片辊压后厚度反弹较大的问题，从而获得高品质的负极极片。

Description

锂电池负极极片及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体而言，本发明涉及锂电池负极极片及其制备方法。
背景技术
为满足国内动力锂电池市场的需求，各大锂电生产厂家对锂电工艺不断优化。锂电池的极片(包括正极极片和负极极片)的制备工艺过程，通常包括搅拌、涂布、辊压、分切、卷绕或切叠、组装入壳、化成分容等工序，虽然不同锂电厂商的制造工艺会有所不同，但浆料搅拌、极片涂布和碾压是必不可少的工序，其中辊压是对极片厚度和压实状态的最直接控制工序，直接决定了电芯的厚度、能量密度和电性能发挥等指标。
目前最常见的辊压工艺是冷压，即将极片在常温状态下经过冷压机的一次或两次冷压辊连续碾压，达到所设计的厚度。这种冷压技术虽然设备操作简单，但是由于对冷辊压是利用强大的轧制力将涂膜压实，冷压后的极片存在较大的应力，极片厚度反弹较大且不易控制对后续组装入壳工序、电芯厚度一致性控制、电芯体积能量密度等造成非常不利的影响。专利CN203071167U提出的一种锂离子电池极片的辊压装置，通过在辊压机的前端位置安置烘箱和辊压机本体辊轮上设置电加热装置实现了对锂电池极片进行一次热辊压，进而改善了锂电池极片辊压后的反弹，但是对于高压实密度的极片仅仅通过一次热辊压对极片的反弹有限，此外仅通过辊压设备方面进行优化改善毕竟空间有限。可见，对于锂离子电池负极片反弹的问题，急需开发新的改善方法以满足市场对动力锂离子电池越来越严格的要求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出制备锂电池负极极片的方法和通过该方法制备得到的锂电池负极极片。该制备锂电池负极极片的方法通过优化负极浆料组成、辊压工艺等条件，可以有效解决负极极片辊压后厚度反弹较大的问题，从而获得高品质的负极极片。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备锂电池负极极片的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)提供第一石墨颗粒和第二石墨颗粒，所述第一石墨颗粒的平均粒径大于所述第二石墨颗粒的平均粒径；将所述第一石墨颗粒和所述第二石墨颗粒混合，得到石墨混料；(2)将所述石墨混料与羧甲基纤维素钠、粘结剂、导电剂和溶剂混合，得到负极浆料；(3)将所述负极浆料施加在负极集流体上，并依次进行第一热辊压处理和第二热辊压处理，得到所述锂电池负极极片。
根据本发明实施例的制备锂电池负极极片的方法，通过采用两种颗粒大小不同的石墨颗粒作为石墨主材，可以形成石墨颗粒级配，使平均粒径较小的第二石墨颗粒填充入平均粒径较大的第一石墨颗粒的空隙内，增加粉料的堆积密度，有效降低辊压后极片厚度的反弹。进而，将石墨主材与羧甲基纤维素钠、粘结剂、导电剂和溶剂等辅料混合制备得到负极浆料，并将负极浆料施加至集流体表面后，进行两次热辊压处理，从而可以进一步降低辊压后极片厚度的反弹。由此，根据本发明实施例的制备锂电池负极极片的方法通过优化负极浆料组成、辊压工艺等条件，可以有效解决负极极片辊压后厚度反弹较大的问题，从而获得高品质的负极极片。
另外，根据本发明上述实施例的制备锂电池负极极片的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述第一石墨颗粒的中位粒径大于所述第二石墨颗粒的中位粒径3～20μm。
在本发明的一些实施例中，所述第二石墨颗粒的中位粒径D50为5～15μm，所述第一石墨颗粒的中位粒径D50为8～35μm。
在本发明的一些实施例中，所述石墨混料中，所述第一石墨颗粒的含量为60～90wt％。
在本发明的一些实施例中，所述石墨混料、所述羧甲基纤维素钠、所述粘结剂、所述导电剂和所述溶剂的质量比为(90～98):(0.5～3):(0.5～5):(0.5～3):(45～150)。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)进一步包括：(2-1)将所述羧甲基纤维素钠与水配制得到浓度为1.1～1.5wt％的羧甲基纤维素钠溶液；(2-2)将所述石墨混料和所述导电剂供给至三轴行星搅拌机中进行混合，得到混合物料；(2-3)将一部分所述羧甲基纤维素钠溶液与所述混合物料混合，得到第一混合浆料，所述第一混合浆料的固含量为80～90wt％；(2-4)将再一部分所述羧甲基纤维素钠溶液与所述第一混合浆料混合，得到第二混合浆料，所述第二混合浆料的固含量为60～72wt％；(2-5)将再一部分所述羧甲基纤维素钠溶液和粘结剂与所述第二混合浆料混合，得到第三混合浆料，所述第三混合浆料的固含量为53～58wt％；(2-6)将剩余部分所述羧甲基纤维素钠溶液和所述溶剂与所述第三混合浆料混合，得到所述负极浆料。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2-2)中，所述三轴行星搅拌机的公转转速为5～10rpm，自转转速为15～30rpm，搅拌时间为5～10min。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2-3)中，所述三轴行星搅拌机的公转转速为5～15rpm，自转转速为15～45rpm，搅拌时间为10～20min，搅拌温度为0～40℃。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2-4)中，所述三轴行星搅拌机的公转转速为15～25rpm，自转转速为45～75rpm，搅拌时间为40～65min，搅拌温度为55～70℃。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2-5)中，所述三轴行星搅拌机的公转转速为5～20rpm，自转转速为15～60rpm，搅拌时间为25～35min，搅拌温度为20～35℃。
在本发明的一些实施例中，所述三轴行星搅拌机的公转转速为5～15rpm，自转转速为15～45rpm，搅拌时间为25～35min，搅拌温度为20～35℃。
在本发明的一些实施例中，所述负极浆料的粘度为3000～8000mPa·s。
在本发明的一些实施例中，所述第一热辊压处理和所述第二热辊压处理的条件分别独立地包括：极片温度为60～150℃，热压轧制力为40～120吨，热压速度为10～80m/min。
在本发明的一些实施例中，所述负极极片的压实密度为1.5～1.75g/cm3。
在本发明的一些实施例中，在所述第一热辊压处理完成后和所述第二热辊压处理完成后，实时连续监测所述负极极片的厚度。
在本发明的一些实施例中，所述方法在环境温度为23～28℃，环境露点为-40～-60℃的条件下实施。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种锂电池负极极片。根据本发明的实施例，该锂电池负极极片是由上述实施例的制备锂电池负极极片的方法制备得到的。由此，该锂电池负极极片的厚度可控、压实状态好、可靠性高，且电化学性能更容易发挥。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的制备锂电池负极极片的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
根据本发明的实施例，该方法包括：(1)提供第一石墨颗粒和第二石墨颗粒，第一石墨颗粒的平均粒径大于第二石墨颗粒的平均粒径；将第一石墨颗粒和第二石墨颗粒混合，得到石墨混料；(2)将所述石墨混料与羧甲基纤维素钠、粘结剂、导电剂和溶剂混合，得到负极浆料；(3)将所述负极浆料施加在负极集流体上，并依次进行第一热辊压处理和第二热辊压处理，得到所述锂电池负极极片。
根据本发明实施例的制备锂电池负极极片的方法，通过采用两种颗粒大小不同的石墨颗粒作为石墨主材，可以形成石墨颗粒级配，使平均粒径较小的第二石墨颗粒填充入平均粒径较大的第一石墨颗粒的空隙内，增加粉料的堆积密度，有效降低辊压后极片厚度的反弹。进而，将石墨主材与羧甲基纤维素钠、粘结剂、导电剂和溶剂等辅料混合制备得到负极浆料，并将负极浆料施加至集流体表面后，进行两次热辊压处理，从而可以进一步降低辊压后极片厚度的反弹。由此，根据本发明实施例的制备锂电池负极极片的方法通过优化负极浆料组成、辊压工艺等条件，可以有效解决负极极片辊压后厚度反弹较大的问题，从而获得高品质的负极极片。
下面参考图1进一步对根据本发明实施例的制备锂电池负极极片的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：
S100：制备石墨主材
该步骤中，提供第一石墨颗粒和第二石墨颗粒，第一石墨颗粒的平均粒径大于第二石墨颗粒的平均粒径；将第一石墨颗粒和第二石墨颗粒混合，得到石墨混料。发明人发现，通过采用两种颗粒大小不同的石墨颗粒作为石墨主材，可以形成石墨颗粒级配，使平均粒径较小的第二石墨颗粒填充入平均粒径较大的第一石墨颗粒的空隙内，增加粉料的堆积密度，有效降低辊压后极片厚度的反弹。
根据本发明的一些实施例，第一石墨颗粒的中位粒径(D50)大于第二石墨颗粒的中位粒径3～10μm。通过控制第一石墨颗粒与第二石墨颗粒的粒度相差大小在上述范围，可以进一步有利于第二石墨颗粒填充入第一石墨颗粒的空隙内，从而获得堆积密度更高的粉料。如果第一石墨颗粒的D50值与第二石墨颗粒的D50值差值过小，第一石墨颗粒与第二石墨颗粒的平均粒径过于接近，不利于粉料堆积密度的提高，进而导致极片辊压后厚度反弹增大。如果第一石墨颗粒的D50值与第二石墨颗粒的D50值差值过大，虽然粉料堆积密度的更高，但也会大大增大工艺成本。
根据本发明的一些实施例，第二石墨颗粒的D50为5～15μm，第一石墨颗粒的D50为8～35μm。由此，可以在维持工艺成本较低的基础上，进一步提高石墨粉料的堆积密度，有效解决极片辊压后厚度反弹过大的问题。
根据本发明的一些实施例，在石墨混料中，第一石墨颗粒的含量可以为60～90wt％，例如60wt％、70wt％、80wt％或90wt％。由此，可以进一步有利于第二石墨颗粒在第一石墨颗粒中的填充，从而进一步提高石墨粉料的堆积密度，有效解决极片辊压后厚度反弹过大的问题。
S200：制备负极浆料
该步骤中，将石墨混料与羧甲基纤维素钠、粘结剂、导电剂和溶剂混合，得到负极浆料。根据本发明的一些实施例，石墨混料、羧甲基纤维素钠(CMC)、粘结剂、导电剂和溶剂的质量比优选为(90～98):(0.5～3):(0.5～5):(0.5～3):(45～150)。由此，可以进一步有利于解决极片辊压后厚度反弹过大的问题。另外，需要说明的是，上述粘结剂、导电剂和溶剂的具体种类并不受特别限制，可以选择用于制备锂电池负极浆料的常见原料。根据本发明的具体示例，粘结剂可以为聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚酰胺(PI)、聚丙烯酸、LA133、LA132和丁苯橡胶(SBR)等常见负极粘结剂中的至少之一；导电剂可以为导电炭黑SP或ECP、碳纳米管(CNT或WCNT)、鳞状石墨、气相生长碳纤维(VGCF)等常见负极导电剂中的至少之一；溶剂可以采用NMP、去离子水等。
根据本发明的一些实施例，S200中通过“低反弹匀浆搅拌工艺”将石墨混料、CMC、粘结剂导电剂和溶剂混合。具体的，本发明提出的“低反弹匀浆搅拌工艺”包括：(2-1)将羧甲基纤维素钠与水配制得到浓度为1.1～1.5wt％的羧甲基纤维素钠溶液；(2-2)将石墨混料和导电剂供给至三轴行星搅拌机中进行混合，得到混合物料；(2-3)将一部分羧甲基纤维素钠溶液与混合物料混合，得到第一混合浆料，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第一混合浆料的固含量为80～90wt％；(2-4)将再一部分羧甲基纤维素钠溶液与第一混合浆料混合，得到第二混合浆料，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第二混合浆料的固含量为60～72wt％；(2-5)将再一部分羧甲基纤维素钠溶液和粘结剂与第二混合浆料混合，得到第三混合浆料，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第三混合浆料的固含量为53～58wt％；(2-6)将剩余部分羧甲基纤维素钠溶液和溶剂与第三混合浆料混合，得到负极浆料。该工艺首先将石墨混料和导电剂供给至三轴行星搅拌机中，再分批将羧甲基纤维素钠溶液、粘结剂和溶剂加入到体系中，使体系的固含量逐渐降低，从而可以进一步提高负极浆料中各组分混合的均匀性，并同时保证浆料的粘度在适宜范围。通过采用该工艺制备得到的负极浆料制备负极极片，辊压后极片厚度的反弹更低。
根据本发明的一些实施例，在上述步骤(2-2)中，三轴行星搅拌机的公转转速为5～10rpm，自转转速为15～30rpm，搅拌时间为5～10min。在上述步骤(2-3)中，三轴行星搅拌机的公转转速为5～15rpm，自转转速为15～45rpm，搅拌时间为10～20min，搅拌温度为0～40℃。在上述步骤(2-4)中，三轴行星搅拌机的公转转速为15～25rpm，自转转速为45～75rpm，搅拌时间为40～65min，搅拌温度为55～70℃。在上述步骤(2-5)中，三轴行星搅拌机的公转转速为5～20rpm，自转转速为15～60rpm，搅拌时间为25～35min，搅拌温度为20～35℃。在上述步骤(2-6)中，三轴行星搅拌机的公转转速为5～15rpm，自转转速为15～45rpm，搅拌时间为25～35min，搅拌温度为20～35℃。通过控制“低反弹匀浆搅拌工艺”中各步骤的工艺参数为如上所述的，可以进一步提高负极浆料中各组分混合的均匀性，并同时保证浆料的粘度在适宜范围，从而确保制备得到负极浆料制成的极片在辊压后厚度反弹较低。
根据本发明的一些实施例，上述负极浆料的粘度为3000～8000mPa·s。由此，该负极浆料制成的极片辊压后厚度反弹较低。
S300：热辊压处理
该步骤中，将负极浆料施加在负极集流体上，并依次进行第一热辊压处理和第二热辊压处理，得到锂电池负极极片。发明人发现，通过采用双热轧辊压机对极片进行两次热辊压，可以有效提高辊压后极片的压实密度，有效解决辊压后极片厚度反弹过大的问题。另外，需要说明的是，上述负极集流体的具体种类并不受特别限制，可以采用本领域常见的负极集流体。例如铜箔。
根据本发明的一些实施例，第一热辊压处理和第二热辊压处理的条件分别独立地包括：极片温度为60～150℃，热压轧制力为40～120吨，热压速度为10～80m/min。由此，可以进一步提高辊压后极片的压实密度，从而有效解决辊压后极片厚度反弹过大的问题。
根据本发明的一些实施例，上述负极极片的压实密度为1.5～1.75g/cm3。
根据本发明的一些实施例，在第一热辊压处理完成后和第二热辊压处理完成后，实时连续监测负极极片的厚度。具体的，可以在利用在线激光测厚设备对经过第一热辊压处理和第二热辊压处理的极片进行测厚，以便及时发现厚度不符合标准的极片。
根据本发明的一些实施例，本发明提出的制备锂电池负极极片的方法优选在环境温度为23～28℃，环境露点为-40～-60℃的条件下实施。由此，可以确保制备得到负极极片辊压后厚度反弹更低。另外，发明人发现，对于负极极片制备工艺中的分切、装配等工序，通过在上述温度湿度条件下进行，也可以起到降低极片厚度反弹的效果。同时，通过控制极片在本发明提出的方法中各步工序、以及分切、装配等工序停留的时间不超过48h，可以进一步降低极片厚度的反弹。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种锂电池负极极片。根据本发明的实施例，该锂电池负极极片是由上述实施例的制备锂电池负极极片的方法制备得到的。由此，该锂电池负极极片的厚度可控、压实状态好、可靠性高，且电化学性能更容易发挥。
另外，需要说明的是，前文针对制备锂电池负极极片所描述的全部特征和优点同样适用于该锂电池负极极片，在此不再一一赘述。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
在环境温度为23℃，环境露点为-40℃的条件下，按照下列步骤制备锂电池负极极片：
(1)将第一石墨颗粒和第二石墨颗粒按照质量比60:40进行混合，得到石墨混料，其中，第二石墨颗粒D50为10μm，第一石墨颗粒D50为18μm。
(2)将石墨混料、羧甲基纤维素钠、粘结剂、导电剂和溶剂按照质量比90:0.5:0.5:0.5:74混合，具体混合方式为：
(2-1)将羧甲基纤维素钠溶于水，配制成浓度为1.1wt％的羧甲基纤维素钠水溶液；
(2-2)将石墨混料和导电剂供给至三轴行星搅拌机中进行混合，控制三轴行星搅拌机的公转转速为5rpm，自转转速为15rpm，搅拌时间为5min，得到混合物料；
(2-3)将一部分羧甲基纤维素钠溶液加入三轴行星搅拌机与混合物料，得到第一混合浆料，控制三轴行星搅拌机的公转转速为5rpm，自转转速为15rpm，搅拌时间为10min，搅拌温度为0℃，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第一混合浆料的固含量为80wt％；
(2-4)将再一部分羧甲基纤维素钠溶液加入三轴行星搅拌机与第一混合浆料混合，控制三轴行星搅拌机的公转转速为15rpm，自转转速为45rpm，搅拌时间为40min，搅拌温度为55℃，得到第二混合浆料，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第二混合浆料的固含量为60％；
(2-5)将再一部分羧甲基纤维素钠溶液和粘结剂与第二混合浆料混合，控制轴行星搅拌机的公转转速为5rpm，自转转速为15rpm，搅拌时间为25min，搅拌温度为20℃，得到第三混合浆料，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第三混合浆料的固含量为58wt％；
(2-6)将剩余部分羧甲基纤维素钠溶液和溶剂与第三混合浆料混合，控制三轴行星搅拌机的公转转速为5rpm，自转转速为15rpm，搅拌时间为25min，搅拌温度为20℃，得到负极浆料。
(3)将负极浆料涂布到负极集流体上，依次进行第一热辊压处理和第二热辊压处理，第一热辊压处理和第二热辊压处理的处理条件包括：极片温度为60℃，热压轧制力为40吨，热压速度为80m/min，得到负极极片产品，通过在第一热辊压处理完成后和第二热辊压处理完成后实时连续监测负极极片的厚度，确认极片厚度反弹极小。
实施例2
在环境温度为25℃，环境露点为-50℃的条件下，按照下列步骤制备锂电池负极极片：
(1)将第一石墨颗粒和第二石墨颗粒按照质量比75:25进行混合，得到石墨混料，其中，第二石墨颗粒D50为15μm，第一石墨颗粒D50为35μm。
(2)将石墨混料、羧甲基纤维素钠、粘结剂、导电剂和溶剂按照质量比94:1:1:2:100混合，具体混合方式为：
(2-1)将羧甲基纤维素钠溶于水，配制成浓度为1.3wt％的羧甲基纤维素钠水溶液；
(2-2)将石墨混料和导电剂供给至三轴行星搅拌机中进行混合，控制三轴行星搅拌机的公转转速为8rpm，自转转速为25rpm，搅拌时间为8min，得到混合物料；
(2-3)将一部分羧甲基纤维素钠溶液加入三轴行星搅拌机与混合物料，得到第一混合浆料，控制三轴行星搅拌机的公转转速为10rpm，自转转速为30rpm，搅拌时间为15min，搅拌温度为20℃，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第一混合浆料的固含量为85wt％；
(2-4)将再一部分羧甲基纤维素钠溶液加入三轴行星搅拌机与第一混合浆料混合，控制三轴行星搅拌机的公转转速为20rpm，自转转速为60rpm，搅拌时间为50min，搅拌温度为65℃，得到第二混合浆料，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第二混合浆料的固含量为65％；
(2-5)将再一部分羧甲基纤维素钠溶液和粘结剂与第二混合浆料混合，控制轴行星搅拌机的公转转速为15rpm，自转转速为40rpm，搅拌时间为30min，搅拌温度为25℃，得到第三混合浆料，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第三混合浆料的固含量为55wt％；
(2-6)将剩余部分羧甲基纤维素钠溶液和溶剂与第三混合浆料混合，控制三轴行星搅拌机的公转转速为10rpm，自转转速为30rpm，搅拌时间为30min，搅拌温度为25℃，得到负极浆料。
(3)将负极浆料涂布到负极集流体上，依次进行第一热辊压处理和第二热辊压处理，第一热辊压处理和第二热辊压处理的处理条件包括：极片温度为90℃，热压轧制力为80吨，热压速度为50m/min，得到负极极片产品，通过在第一热辊压处理完成后和第二热辊压处理完成后实时连续监测负极极片的厚度，确认极片厚度反弹极小。
实施例3
在环境温度为28℃，环境露点为-60℃的条件下，按照下列步骤制备锂电池负极极片：
(1)将第一石墨颗粒和第二石墨颗粒按照质量比90:10进行混合，得到石墨混料，其中，第二石墨颗粒D50为5μm，第一石墨颗粒D50为25μm。
(2)将石墨混料、羧甲基纤维素钠、粘结剂、导电剂和溶剂按照质量比98:3:3:5:150混合，具体混合方式为：
(2-1)将羧甲基纤维素钠溶于水，配制成浓度为1.5wt％的羧甲基纤维素钠水溶液；
(2-2)将石墨混料和导电剂供给至三轴行星搅拌机中进行混合，控制三轴行星搅拌机的公转转速为10rpm，自转转速为30rpm，搅拌时间为10min，得到混合物料；
(2-3)将一部分羧甲基纤维素钠溶液加入三轴行星搅拌机与混合物料，得到第一混合浆料，控制三轴行星搅拌机的公转转速为15rpm，自转转速为45rpm，搅拌时间为20min，搅拌温度为40℃，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第一混合浆料的固含量为90wt％；
(2-4)将再一部分羧甲基纤维素钠溶液加入三轴行星搅拌机与第一混合浆料混合，控制三轴行星搅拌机的公转转速为25rpm，自转转速为75rpm，搅拌时间为65min，搅拌温度为70℃，得到第二混合浆料，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第二混合浆料的固含量为72％；
(2-5)将再一部分羧甲基纤维素钠溶液和粘结剂与第二混合浆料混合，控制轴行星搅拌机的公转转速为20rpm，自转转速为60rpm，搅拌时间为35min，搅拌温度为35℃，得到第三混合浆料，该部分羧甲基纤维素钠溶液的用量控制在使第三混合浆料的固含量为58wt％；
(2-6)将剩余部分羧甲基纤维素钠溶液和溶剂与第三混合浆料混合，控制三轴行星搅拌机的公转转速为15rpm，自转转速为45rpm，搅拌时间为35min，搅拌温度为35℃，得到负极浆料。
(3)将负极浆料涂布到负极集流体上，依次进行第一热辊压处理和第二热辊压处理，第一热辊压处理和第二热辊压处理的处理条件包括：极片温度为150℃，热压轧制力为120吨，热压速度为10m/min，得到负极极片产品，通过在第一热辊压处理完成后和第二热辊压处理完成后实时连续监测负极极片的厚度，确认极片厚度反弹极小。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种制备锂电池负极极片的方法，其特征在于，包括：
(1)提供第一石墨颗粒和第二石墨颗粒，所述第一石墨颗粒的平均粒径大于所述第二石墨颗粒的平均粒径；将所述第一石墨颗粒和所述第二石墨颗粒混合，得到石墨混料；
(2)将所述石墨混料与羧甲基纤维素钠、粘结剂、导电剂和溶剂混合，得到负极浆料；
(3)将所述负极浆料施加在负极集流体上，并依次进行第一热辊压处理和第二热辊压处理，得到所述锂电池负极极片；
其中，步骤(2)进一步包括：
(2-1)将所述羧甲基纤维素钠与水配制得到浓度为1.1～1.5wt％的羧甲基纤维素钠溶液；
(2-2)将所述石墨混料和所述导电剂供给至三轴行星搅拌机中进行混合，得到混合物料；
(2-3)将一部分所述羧甲基纤维素钠溶液与所述混合物料混合，得到第一混合浆料，所述第一混合浆料的固含量为80～90wt％；
(2-4)将再一部分所述羧甲基纤维素钠溶液与所述第一混合浆料混合，得到第二混合浆料，所述第二混合浆料的固含量为60～72wt％；
(2-5)将再一部分所述羧甲基纤维素钠溶液和粘结剂与所述第二混合浆料混合，得到第三混合浆料，所述第三混合浆料的固含量为53～58wt％；
(2-6)将剩余部分所述羧甲基纤维素钠溶液和所述溶剂与所述第三混合浆料混合，得到所述负极浆料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一石墨颗粒的中位粒径大于所述第二石墨颗粒的中位粒径3～20μm。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二石墨颗粒的中位粒径D50为5～15μm，所述第一石墨颗粒的中位粒径D50为8～35μm。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述石墨混料中，所述第一石墨颗粒的含量为60～90wt％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石墨混料、所述羧甲基纤维素钠、所述粘结剂、所述导电剂和所述溶剂的质量比为(90～98):(0.5～3):(0.5～5):(0.5～3):(45～150)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2-2)中，所述三轴行星搅拌机的公转转速为5～10rpm，自转转速为15～30rpm，搅拌时间为5～10min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2-3)中，所述三轴行星搅拌机的公转转速为5～15rpm，自转转速为15～45rpm，搅拌时间为10～20min，搅拌温度为0～40℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2-4)中，所述三轴行星搅拌机的公转转速为15～25rpm，自转转速为45～75rpm，搅拌时间为40～65min，搅拌温度为55～70℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2-5)中，所述三轴行星搅拌机的公转转速为5～20rpm，自转转速为15～60rpm，搅拌时间为25～35min，搅拌温度为20～35℃。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2-6)中，所述三轴行星搅拌机的公转转速为5～15rpm，自转转速为15～45rpm，搅拌时间为25～35min，搅拌温度为20～35℃。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负极浆料的粘度为3000～8000mPa·s。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一热辊压处理和所述第二热辊压处理的条件分别独立地包括：极片温度为60～150℃，热压轧制力为40～120吨，热压速度为10～80m/min。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负极极片的压实密度为1.5～1.75g/cm3。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一热辊压处理完成后和所述第二热辊压处理完成后，实时连续监测所述负极极片的厚度。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在环境温度为23～28℃，环境露点为-40～-60℃的条件下实施。
16.一种锂电池负极极片，其特征在于，所述锂电池负极极片是由权利要求1～15任一项所述的方法制备得到的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113161525A (zh) * 2021-04-20 2021-07-23 山东精工电子科技有限公司 锂离子电池负极浆料制备方法
CN113140782B (zh) * 2021-05-27 2024-04-26 星恒电源股份有限公司 一种高性能、低成本锂离子动力电池及其制备方法
CN113745451A (zh) * 2021-08-30 2021-12-03 湖北亿纬动力有限公司 一种负极片、负极片的制备方法及锂离子电池
CN114464897B (zh) * 2022-02-11 2023-06-30 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种提升锂离子电池高温浮充性能的方法及锂离子电池
CN116833264B (zh) * 2023-09-01 2023-10-31 太原科技大学 燃料电池金属双极板辊冲复合成形工艺流道参数获取方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101459237B (zh) * 2007-12-10 2012-08-08 深圳市比克电池有限公司 一种电池负极浆料的制备方法
CN106469805A (zh) * 2015-08-17 2017-03-01 北京波士顿动力电池有限公司 一种提高卷绕型电池极片粘结性和柔韧性的方法
JP2017084567A (ja) * 2015-10-27 2017-05-18 トヨタ自動車株式会社 非水電解質二次電池用負極の製造方法
CN107240674A (zh) * 2017-05-31 2017-10-10 深圳市沃特玛电池有限公司 一种锂电池负极浆料的制备方法
CN109309190A (zh) * 2017-07-26 2019-02-05 成都特隆美储能技术有限公司 一种锂离子电池极片碾压方法
CN107492628A (zh) * 2017-07-31 2017-12-19 深圳市比克动力电池有限公司 一种锂离子电池负极匀浆搅拌工艺
CN108110209A (zh) * 2017-12-07 2018-06-01 郑州比克电池有限公司 一种新型高效负极浆料湿法制备工艺
KR102519441B1 (ko) * 2017-12-22 2023-04-07 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지용 음극활물질, 이를 포함한 음극, 및 리튬 이차전지
CN109378446A (zh) * 2018-11-12 2019-02-22 天津银隆新能源有限公司 锂离子电池负极浆料的制备方法
CN109713226A (zh) * 2018-12-19 2019-05-03 广西卡耐新能源有限公司 一种改善软包装锂离子电池厚度反弹的方法
CN109713212A (zh) * 2018-12-20 2019-05-03 郑州比克电池有限公司 一种降低高镍体系负极片反弹的方法
CN109888199A (zh) * 2018-12-29 2019-06-14 深圳市卓能新能源股份有限公司 电池负极涂层、电池负极片及其制造方法、锂离子电池
CN109887765B (zh) * 2019-01-24 2021-01-05 无锡凯帕德瑞科技有限公司 一种电容电池负极极片涂布工艺
CN109802097A (zh) * 2019-01-30 2019-05-24 郑州比克电池有限公司 一种高容量圆柱18650锂离子电池负极匀浆搅拌工艺

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