CN111229100A - 一种负极浆料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种负极浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将负极活性物质、导电剂、增稠剂和溶剂混合并进行搅拌，以形成混合物Ⅰ；步骤2：对混合物Ⅰ进行超声波处理；步骤3：向经过超声波处理后的混合物Ⅰ中添加粘结剂并进行搅拌，以形成混合物Ⅱ；步骤4：对混合物Ⅱ进行搅拌，即得到负极浆料。本发明的有益效果是：先将负极活性物质、导电剂、增稠剂和溶剂搅拌，以利用剪切力将物料进行初步分散，之后再利用超声波波将团聚体打散，从而达到更好的分散效果，保证锂离子电池的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及电池材料制备技术领域，特别涉及一种负极浆料的制备方法。
背景技术
制浆工艺在锂离子电池的整个生产工艺中，对产品质量的影响度大于30％，是整个工艺中最重要的环节。然而目前大部分工艺仍是采用高速分散法来制备负极浆料，该工艺制备的浆料容易结块且浆料均匀度不佳，使得采用该浆料制备的锂离子电池一致性较差，影响电池的配组和使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种负极浆料的制备方法，以克服上述现有技术中的不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种负极浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将负极活性物质、导电剂、增稠剂和溶剂混合并进行搅拌，以形成混合物Ⅰ；
步骤2：对混合物Ⅰ进行超声波处理；
步骤3：向经过超声波处理后的混合物Ⅰ中添加粘结剂并进行搅拌，以形成混合物Ⅱ；
步骤4：对混合物Ⅱ进行搅拌，即得到负极浆料。
本发明的有益效果是：先将负极活性物质、导电剂、增稠剂和溶剂搅拌，以利用剪切力将物料进行初步分散，之后再利用超声波将团聚体打散，能够达到更好的分散效果，保证锂离子电池的一致性。
进一步：步骤1具体为：
步骤11：将负极活性物质、导电剂和增稠剂混合，并以18-22rpm的速度搅拌和以400-800rpm的速度分散10-20min，以形成混合物a；
步骤12：向混合物a中添加溶剂，并以13-17rpm的速度搅拌15-25min后，再以18-22rpm的速度搅拌和以400-800rpm的速度分散40-50min，以形成混合物b；
步骤13：刮下搅拌桨和罐体内壁上粘粘的浆料，并向混合物b中再次添加溶剂并先以13-17rpm的速度搅拌10-20min后，再以18-22rpm的速度搅拌和以400-800rpm的速度分散25-35min，即得到混合物Ⅰ。
上述进一步方案的有益效果是：步骤11可使物料干混均匀；步骤12中先慢速搅拌混合物a和溶剂，再快搅搅拌并快速分散物料，利用高粘度搅拌分散，搅拌桨对浆料的机械作用力(如挤压、碰撞、摩擦)大，能起到更好的分散效果；步骤13中将搅拌桨上粘粘的浆料刮下，可保证物料配比。
进一步：步骤2中超声波处理的时间为25-35min。
进一步：步骤3中的搅拌包括以13-17rpm的速度搅拌和以100-300rpm的速度分散，时间为10-30min。
进一步：步骤4中的搅拌包括以13-17rpm的速度搅拌，时间为20-40min。
rpmrpmrpmrpm进一步：步骤4中对混合物Ⅱ进行搅拌时需保持罐体内部真空。
上述进一步方案的有益效果是：真空环境下搅拌能够消除气泡，使得最终制得的负极浆料细度均匀。
进一步：负极活性物质为天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳或硅碳复合材料。
进一步：导电剂为碳纳米管、石墨烯、乙炔黑、科琴黑或导电碳黑。
进一步：增稠剂为羧甲基纤维素钠，溶剂为去离子水，粘结剂为丁苯乳胶。
进一步：搅拌在搅拌罐内完成，超声波处理在超声波罐内完成；搅拌罐与超声波罐之间通过输料管连接，搅拌罐内的浆料可通过第一隔膜泵输送至超声波罐内，超声波罐内的浆料可通过第二隔膜泵输送至搅拌罐内。
上述进一步方案的有益效果是：使得物料的转移更加方便、快捷，可有效提高制备效率。
附图说明
图1为发明一种负极浆料的制备方法的流程图；
图2为发明一种负极浆料的制备方法所采用的制备装置的结构图。
图中：1为搅拌罐、2为超声波罐、3为第一隔膜泵、4为第二隔膜泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种负极浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将负极活性物质、导电剂、增稠剂和溶剂混合并进行搅拌，以形成混合物Ⅰ；
步骤11：将负极活性物质、导电剂和增稠剂混合，并以18-22rpm的速度搅拌和以400-800rpm的速度分散10-20min，以形成混合物a；其中，负极活性物质为天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳或硅碳复合材料；导电剂为碳纳米管、石墨烯、乙炔黑、科琴黑或导电碳黑。增稠剂为羧甲基纤维素钠。
步骤12：向混合物a中添加溶剂，并以13-17rpm的速度搅拌15-25min后，再以18-22rpm的速度搅拌和以400-800rpm的速度分散40-50min，以形成混合物b；溶剂为去离子水。
步骤13：刮下搅拌桨和罐体内壁上粘粘的浆料，并向混合物b中再次添加溶剂并先以13-17rpm的速度搅拌10-20min后，再以18-22rpm的速度搅拌和以400-800rpm的速度分散25-35min，即得到混合物Ⅰ。溶剂为去离子水。
步骤11可使物料干混均匀；步骤12中先慢速搅拌混合物a和溶剂，再快搅搅拌并快速分散物料，利用高粘度搅拌分散，搅拌桨对浆料的机械作用力(如挤压、碰撞、摩擦)大，能起到很好的分散效果；步骤13中将搅拌桨上粘粘的浆料刮下，可保证物料配比。
步骤2：对混合物Ⅰ进行25-35min的超声波处理；
步骤3：向经过超声波处理后的混合物Ⅰ中添加粘结剂，并以13-17rpm的速度搅拌和以100-300rpm的速度分散10-30min，以形成混合物Ⅱ；其中，粘结剂为丁苯乳胶。
步骤4：保持罐体内部的真空度在-90kPa以上，并对混合物Ⅱ以13-17rpm的速度搅拌20-40min后，即得到负极浆料。
rpmrpmrpmrpm其中，搅拌在搅拌罐1内完成，超声波处理在超声波罐2内完成；搅拌罐1与超声波罐2之间通过输料管连接，搅拌罐1内的浆料可通过第一隔膜泵3输送至超声波罐2内，超声波罐2内的浆料可通过第二隔膜泵4输送至搅拌罐1内。使得物料的转移更加方便、快捷，可有效提高制备效率。
本发明先将负极活性物质、导电剂、增稠剂和溶剂搅拌，以利用剪切力将物料进行初步分散，之后再利用超声波将团聚体打散，从而达到更好的分散效果；另将罐体内部的真空度保持在-90kPa以上，能够真空消泡；使得最终制备的负极浆料细度均匀且无团聚现象，能够保证锂离子电池的一致性。
具体实施例一、
步骤1：将97份石墨、1份碳纳米管和1份羧甲基纤维素钠投入到搅拌罐1中，混合并以20rpm的速度搅拌及以500rpm的速度分散15min，以形成混合物a；向混合物a中添加22份去离子水并以15rpm的速度搅拌20min后，再以20rpm的速度搅拌及以500rpm的速度分散45min，以形成混合物b；刮下搅拌桨和搅拌罐1内壁上粘粘的浆料，并向混合物b中再次添加58份去离子水并先以15rpm的速度搅拌15min后，再以20rpm的速度及以700rpm的速度分散30min，即得到混合物Ⅰ。
步骤2：通过第一隔膜泵3将搅拌罐1内的混合物Ⅰ输送至超声波罐2内，并进行30min的超声波处理。
步骤3：将超声波罐2内经超声波处理后的混合物Ⅰ通过第二隔膜泵4输送至搅拌罐1内，并向搅拌罐1内添加丁苯乳胶，并以20rpm的速度搅拌及以200rpm的速度分散20min，以形成混合物Ⅱ。
步骤4：保持搅拌罐1内部的真空度在-90kPa以上，并对混合物Ⅱ以15rpm的速度搅拌30min后，即得到负极浆料。
对实施例一制得的负极浆料每隔一段时间进行细度测试，记录每次测试的细度分别为16um、19um、17um、16um、19um，波动范围小，即采用本发明的制备方法制备的负极浆料的细度分布均匀；同时制备的负极浆料经测试也没有团聚现象。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种负极浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将负极活性物质、导电剂、增稠剂和溶剂混合并进行搅拌，以形成混合物Ⅰ；
步骤2：对混合物Ⅰ进行超声波处理；
步骤3：向经过超声波处理后的混合物Ⅰ中添加粘结剂并进行搅拌，以形成混合物Ⅱ；
步骤4：对混合物Ⅱ进行搅拌，即得到负极浆料。
2.根据权利要求1所述一种负极浆料的制备方法，其特征在于：所述步骤1具体为：
步骤11：将负极活性物质、导电剂和增稠剂混合，并以18-22rpm的速度搅拌和以400-800rpm的速度分散10-20min，以形成混合物a；
步骤12：向混合物a中添加溶剂，并以13-17rpm的速度搅拌15-25min后，再以18-22rpm的速度搅拌和以400-800rpm/min的速度分散40-50min，以形成混合物b；
步骤13：刮下搅拌桨和罐体内壁上粘粘的浆料，并向混合物b中再次添加溶剂并先以13-17rpm的速度搅拌10-20min后，再以18-22rpm的速度搅拌和以400-800rpm的速度分散25-35min，即得到混合物Ⅰ。
3.根据权利要求1所述一种负极浆料的制备方法，其特征在于：步骤2中超声波处理的时间为25-35min。
4.根据权利要求1所述一种负极浆料的制备方法，其特征在于：步骤3中的搅拌包括以13-17rpm的速度搅拌和以100-300rpm的速度分散，时间为10-30min。
5.根据权利要求1所述一种负极浆料的制备方法，其特征在于：步骤4中的搅拌包括以13-17rpm的速度搅拌，时间为20-40min。
6.根据权利要求1所述一种负极浆料的制备方法，其特征在于：步骤4中对混合物Ⅱ进行搅拌时需保持罐体内部真空。
7.根据权利要求1至6中任一所述一种负极浆料的制备方法，其特征在于：负极活性物质为天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳或硅碳复合材料。
8.根据权利要求1至6中任一所述一种负极浆料的制备方法，其特征在于：导电剂为碳纳米管、石墨烯、乙炔黑、科琴黑或导电碳黑。
9.根据权利要求1至6中任一所述一种负极浆料的制备方法，其特征在于：增稠剂为羧甲基纤维素钠，溶剂为去离子水，粘结剂为丁苯乳胶。
10.根据权利要求1至6中任一所述一种负极浆料的制备方法，其特征在于：搅拌在搅拌罐(1)内完成，超声波处理在超声波罐(2)内完成；搅拌罐(1)与超声波罐(2)之间通过输料管连接，搅拌罐(1)内的浆料可通过第一隔膜泵(3)输送至超声波罐(2)内，超声波罐(2)内的浆料可通过第二隔膜泵(4)输送至搅拌罐(1)内。
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