CN110534695A - 一种锂离子电池正极合浆工艺 - Google Patents

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白科
游杰
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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池正极合浆工艺，包括以下步骤：S1、将PVDF和NMP搅拌混合20～40mi；S2、加入导电剂，搅拌混合10～20min；S3、加入正极主粉磷酸铁锂，搅拌混合20～30min；S4、再次加入NMP，搅拌混合30～50min；S5、进行高速分散20～60min；S6、进行真空脱泡搅拌40～60min，即得到锂离子电池正极浆料。本发明提供的一种锂离子电池正极合浆工艺，采用搅拌、高速分散、真空脱泡搅拌的工艺步骤，工艺操作简单，适用于锂离子电池的实际生产，提高了生产效率，降低了生产成本，获得的正极浆料的粘度和固含量稳定性良好，分散效果优异，具有较好的电化学性能。

Description

一种锂离子电池正极合浆工艺
技术领域
本发明涉及锂离子电池工艺技术领域，具体为一种锂离子电池正极合浆工艺。
背景技术
现有技术中，锂离子电池的生产通常是将调配好的正极浆料与负极浆料分别涂覆于正极集流体、负极集流体表面制成正极片与负极片。浆料的制备包括了液体与液体、液体与固体物料之间的相互混合、溶解、分散等一系列工艺过程，而且在这个过程中，都伴随着温度、黏度和环境等条件的变化。因此，浆料分散质量的好坏，直接影响到后续锂离子电池生产的质量及最终产品的性能。
目前锂电池的正极浆料大多数由正极主粉、导电剂、NMP、PVDF等组成，为了保证电池质量的一致性，必须保证浆料较好的分散效果。然而现有的锂离子电池正极合浆工艺并不能保证良好的分散效果，制备的锂离子电池的正极浆料在短时间内其粘度和固含量均有较大变化，稳定性和电化学性能较差。
因此，我们提出一种锂离子电池正极合浆工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极合浆工艺，工艺操作简单，适用于锂离子电池的实际生产，提高了生产效率，降低了生产成本，获得的正极浆料的粘度和固含量稳定性良好，分散效果优异，具有较好的电化学性能，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种锂离子电池正极合浆工艺，包括以下步骤：
S1、将PVDF和NMP加入打胶罐中，搅拌混合20～40min，得到胶液A；
S2、将胶液A通过管道从打胶罐导入搅拌罐中，再向胶液A中加入导电剂，搅拌混合10～20min，得到混合料B；
S3、向混合料B中加入正极主粉磷酸铁锂，搅拌混合20～30min，得到混合料C；
S4、向混合料C中再次加入NMP，搅拌混合30～50min，得到浆料D；
S5、将浆料D通过管道从搅拌罐导入高速分散机中，再对浆料D进行高速分散20～60min，得到浆料E；
S6、将浆料E加入真空脱泡搅拌罐中，对浆料E进行真空脱泡搅拌40～60min，得到浆料F，浆料F即为所制备的锂离子电池正极浆料。
优选的，所述S1中加入NMP的量占S1和S4两次加入NMP总量的30～35％。
优选的，所述S1中将PVDF和NMP进行混合后形成胶液A之前，所采用的搅拌罐的自转频率为1200～1400rpm、公转频率为10～20rpm、真空度为-90～-100kPa。
优选的，所述S2中导电剂加入之后形成混合物B之前，所采用的搅拌罐的自转频率为1200～1400rpm、公转频率为10～20rpm。
优选的，所述S3中磷酸铁锂加入之后形成混合料C之前，所采用的搅拌罐的自转频率调整为0rpm、公转频率为10～20rpm。
优选的，所述S4中NMP加入之后形成浆料D之前，所采用的搅拌罐的自转频率为1400～1600rpm、公转频率为10～30rpm。
优选的，所述S5中对浆料D进行高速分散形成浆料E之前，所采用的高速分散机的分散剪切速度为40～50m/min。
优选的，所述S6中对浆料E进行真空脱泡搅拌得到锂离子电池正极浆料之前，所采用的的真空脱泡搅拌罐前7/10时间的自转频率为1400～1600rpm、公转频率为10～30rpm/min、真空度为-90～-100kPa，后3/10时间的自转频率调整为150～250rpm、公转频率为10～30rpm、真空度为-90～-100kPa。
优选的，所述S6中在真空脱泡搅拌完成后还需要检测浆料粘度、细度和固含量，调整浆料粘度值，得到锂离子电池正极浆料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种锂离子电池正极合浆工艺，采用搅拌、高速分散、真空脱泡搅拌的工艺步骤，工艺操作简单，适用于锂离子电池的实际生产，提高了生产效率，降低了生产成本，获得的正极浆料的粘度和固含量稳定性良好，分散效果优异，具有较好的电化学性能。
附图说明
图1为本发明的锂离子电池正极合浆工艺的流程示意图；
图2为本发明的具体实施例2中获得的正极浆料的粘度变化测试曲线；
图3为本发明的具体实施例2中获得的正极浆料的固含量变化测试曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种锂离子电池正极合浆工艺，包括以下步骤：
S1、将PVDF和NMP加入打胶罐中，加入NMP的量占S1和S4两次加入NMP总量的30％，所采用的搅拌罐的自转频率为1200rpm、公转频率为10rpm、真空度为-90kPa，搅拌混合20min，得到胶液A；
S2、将胶液A通过管道从打胶罐导入搅拌罐中，再向胶液A中加入导电剂，所采用的搅拌罐的自转频率为1200rpm、公转频率为10rpm，搅拌混合10min，得到混合料B；
S3、向混合料B中加入正极主粉磷酸铁锂，所采用的搅拌罐的自转频率调整为0rpm、公转频率为10rpm，搅拌混合20min，得到混合料C；
S4、向混合料C中再次加入NMP，所采用的搅拌罐的自转频率为1400rpm、公转频率为10rpm，搅拌混合30min，得到浆料D；
S5、将浆料D通过管道从搅拌罐导入高速分散机中，再对浆料D进行高速分散20min，所采用的高速分散机的分散剪切速度为40m/min，得到浆料E；
S6、将浆料E加入真空脱泡搅拌罐中，所采用的的真空脱泡搅拌罐前7/10时间的自转频率为1400rpm、公转频率为10rpm/min、真空度为-90kPa，后3/10时间的自转频率调整为150rpm、公转频率为10rpm、真空度为-90kPa，对浆料E进行真空脱泡搅拌40min，得到浆料F，检测浆料粘度、细度和固含量，调整浆料粘度值，即得到锂离子电池正极浆料。
实施例2
一种锂离子电池正极合浆工艺，包括以下步骤：
S1、将PVDF和NMP加入打胶罐中，加入NMP的量占S1和S4两次加入NMP总量的35％，所采用的搅拌罐的自转频率为1300rpm、公转频率为15rpm、真空度为-95kPa，搅拌混合30min，得到胶液A；
S2、将胶液A通过管道从打胶罐导入搅拌罐中，再向胶液A中加入导电剂，所采用的搅拌罐的自转频率为1300rpm、公转频率为15rpm，搅拌混合15min，得到混合料B；
S3、向混合料B中加入正极主粉磷酸铁锂，所采用的搅拌罐的自转频率调整为0rpm、公转频率为15rpm，搅拌混合25min，得到混合料C；
S4、向混合料C中再次加入NMP，所采用的搅拌罐的自转频率为1500rpm、公转频率为20rpm，搅拌混合40min，得到浆料D；
S5、将浆料D通过管道从搅拌罐导入高速分散机中，再对浆料D进行高速分散40min，所采用的高速分散机的分散剪切速度为44m/min，得到浆料E；
S6、将浆料E加入真空脱泡搅拌罐中，所采用的的真空脱泡搅拌罐前7/10时间的自转频率为1600rpm、公转频率为20rpm/min、真空度为-95kPa，后3/10时间的自转频率调整为200rpm、公转频率为20rpm、真空度为-95kPa，对浆料E进行真空脱泡搅拌50min，得到浆料F，检测浆料粘度、细度和固含量，调整浆料粘度值，即得到锂离子电池正极浆料。
实施例3
一种锂离子电池正极合浆工艺，包括以下步骤：
S1、将PVDF和NMP加入打胶罐中，加入NMP的量占S1和S4两次加入NMP总量的35％，所采用的搅拌罐的自转频率为1400rpm、公转频率为20rpm、真空度为-100kPa，搅拌混合40min，得到胶液A；
S2、将胶液A通过管道从打胶罐导入搅拌罐中，再向胶液A中加入导电剂，所采用的搅拌罐的自转频率为1400rpm、公转频率为20rpm，搅拌混合20min，得到混合料B；
S3、向混合料B中加入正极主粉磷酸铁锂，所采用的搅拌罐的自转频率调整为0rpm、公转频率为20rpm，搅拌混合30min，得到混合料C；
S4、向混合料C中再次加入NMP，所采用的搅拌罐的自转频率为1600rpm、公转频率为30rpm，搅拌混合50min，得到浆料D；
S5、将浆料D通过管道从搅拌罐导入高速分散机中，再对浆料D进行高速分散60min，所采用的高速分散机的分散剪切速度为50m/min，得到浆料E；
S6、将浆料E加入真空脱泡搅拌罐中，所采用的的真空脱泡搅拌罐前7/10时间的自转频率为1600rpm、公转频率为30rpm/min、真空度为-100kPa，后3/10时间的自转频率调整为250rpm、公转频率为30rpm、真空度为-100kPa，对浆料E进行真空脱泡搅拌60min，得到浆料F，检测浆料粘度、细度和固含量，调整浆料粘度值，即得到锂离子电池正极浆料。
经过检测，实施例1中获得的正极浆料在24h内粘度变化小，固含量基本无变化，实施例2中获得的正极浆料在27h内粘度变化小，27h内固含量基本无变化，实施例3中获得的正极浆料在25h内粘度变化小，固含量基本无变化，故实施例2为本发明的优选实施例。
综上所述：本发明提供的一种锂离子电池正极合浆工艺，采用搅拌、高速分散、真空脱泡搅拌的工艺步骤，工艺操作简单，适用于锂离子电池的实际生产，提高了生产效率，降低了生产成本，获得的正极浆料的粘度和固含量稳定性良好，分散效果优异，具有较好的电化学性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锂离子电池正极合浆工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将PVDF和NMP加入打胶罐中，搅拌混合20～40min，得到胶液A；
S2、将胶液A通过管道从打胶罐导入搅拌罐中，再向胶液A中加入导电剂，搅拌混合10～20min，得到混合料B；
S3、向混合料B中加入正极主粉磷酸铁锂，搅拌混合20～30min，得到混合料C；
S4、向混合料C中再次加入NMP，搅拌混合30～50min，得到浆料D；
S5、将浆料D通过管道从搅拌罐导入高速分散机中，再对浆料D进行高速分散20～60min，得到浆料E；
S6、将浆料E加入真空脱泡搅拌罐中，对浆料E进行真空脱泡搅拌40～60min，得到浆料F，浆料F即为所制备的锂离子电池正极浆料。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极合浆工艺，其特征在于：所述S1中加入NMP的量占S1和S4两次加入NMP总量的30～35％。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极合浆工艺，其特征在于：所述S1中将PVDF和NMP进行混合后形成胶液A之前，所采用的打胶罐的自转频率为1200～1400rpm、公转频率为10～20rpm、真空度为-90～-100kPa。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极合浆工艺，其特征在于：所述S2中导电剂加入之后形成混合物B之前，所采用的搅拌罐的自转频率为1200～1400rpm、公转频率为10～20rpm。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极合浆工艺，其特征在于：所述S3中磷酸铁锂加入之后形成混合料C之前，所采用的搅拌罐的自转频率调整为0rpm、公转频率为10～20rpm。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极合浆工艺，其特征在于：所述S4中NMP加入之后形成浆料D之前，所采用的搅拌罐的自转频率为1400～1600rpm、公转频率为10～30rpm。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极合浆工艺，其特征在于：所述S5中对浆料D进行高速分散形成浆料E之前，所采用的高速分散机的分散剪切速度为40～50m/min。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极合浆工艺，其特征在于：所述S6中对浆料E进行真空脱泡搅拌得到锂离子电池正极浆料之前，所采用的的真空脱泡搅拌罐前7/10时间的自转频率为1400～1600rpm、公转频率为10～30rpm/min、真空度为-90～-100kPa，后3/10时间的自转频率调整为150～250rpm、公转频率为10～30rpm、真空度为-90～-100kPa。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极合浆工艺，其特征在于：所述S6中在真空脱泡搅拌完成后还需要检测浆料粘度、细度和固含量，调整浆料粘度值，得到锂离子电池正极浆料。
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