CN111584862B - 一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺 - Google Patents

一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN111584862B
CN111584862B CN202010450586.7A CN202010450586A CN111584862B CN 111584862 B CN111584862 B CN 111584862B CN 202010450586 A CN202010450586 A CN 202010450586A CN 111584862 B CN111584862 B CN 111584862B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
stirring
belt pulley
mixture
modified binder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010450586.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111584862A (zh
Inventor
曾尚一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changde Kunyu New Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Changde Kunyu New Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changde Kunyu New Energy Technology Co ltd filed Critical Changde Kunyu New Energy Technology Co ltd
Priority to CN202010450586.7A priority Critical patent/CN111584862B/zh
Publication of CN111584862A publication Critical patent/CN111584862A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111584862B publication Critical patent/CN111584862B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/80Mixers with rotating receptacles rotating about a substantially vertical axis
    • B01F29/83Mixers with rotating receptacles rotating about a substantially vertical axis with rotary paddles or arms, e.g. movable out of the receptacle
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624Electric conductive fillers
    • H01M4/625Carbon or graphite
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028Positive electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺,所述各原料按重量百分比分别由70%的锰酸锂、20%的溶剂、5%的改性粘结剂和5%的超导电炭黑组成,且锰酸锂和超导电炭黑均为粉末状形态,溶剂和改性粘结剂均为液状形态;本发明是先对各粉末状原料进行均混球磨,以使其粒径均一、分散性更佳,再将改性粘结剂均分为两份,一份与预热溶剂共混,以调制得到低粘度的保温混料B并与粉末状原料相结合,之后逐步滴入另一份改性粘结剂,来由小至大的分段增加其粘度,使得到的锂离子电池正极浆料的均匀性和稳定性更优,以免出现共混时的粘度过高或过低而导致的分层、沉淀或多种复杂流体的存在,对其正常使用造成影响,大大提升了产品质量。

Description

一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及电池正极浆料技术领域,具体为一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺。
背景技术
锂离子电池主要由电解液、隔离材料、正极浆料和负极浆料等构成。其中,正极浆料占有较大的比例,且正极浆料由粘合剂、导电剂、溶剂和正极材料等构成,而正极浆料分散质量的好坏,直接影响到后续锂离子电池的产品质量及其性能。
但在现有的锂离子电池正极浆料中,存在分散性、均匀性差的问题,其粉体颗粒与粘结剂的接触点间不够牢靠,以及两者并不能充分的接触,而易导致锂离子电池正极浆料存在分层、沉淀或多种复杂流体出现的情况;且在现有的锂离子电池正极浆料的制备过程中,存在混合溶解效果差的问题,难以解决工作区域中出现的″死区″情况,导致一部分混合液搅拌充分,而另一部分混合液搅拌不彻底,仍有大颗粒状物质存在,进而影响其综合性能。
针对以上问题,现提供所述解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺,本发明中的改性粘结剂是由氧气、氨气和氢气在电场力的作用下,经电离产生的低温等离子体来持续轰击聚四氟乙烯表面,并通过低温等离子体的表面蚀刻效应来使其C-F键断裂,然后进一步与聚四氟乙烯结合生成各类基团,促使其表面性能发生变化,进而有效的改善聚四氟乙烯的表面粘接性和亲水性;
且先将各粉末状原料一同进行均混球磨,使其各颗粒间的点点、点线和点面接触更加充分,并经过筛、干燥操作后,以获得粒径均一、易于摩擦分散的混料A,以免后续的搅拌过程中出现团聚、溶解不良等情况,再将溶剂事先预热并与半量的改性粘结剂相混合、保温,以调制得到低粘度的保温混料B,然后将混料A与低粘度的保温混料B在150转/分钟、50度下共混90分钟,并依据原料共混时受到的剪切、摩擦及其它外力作用,使得原料的各颗粒间能够保持高度分散状态,不易因共混结束而出现沉降、絮凝和团聚等现象来产生大颗粒状物质,对其粘度和固含量造成影响,再以1毫升/秒的速率向其中滴入剩余的改性粘结剂,并在100转/分钟、80度和pH为9.0下共混45分钟,使得改性粘结剂能够与原料的各颗粒间充分接触,大大稳定了锂离子电池正极浆料的粘度和固含量;
本发明是先由电机来带动转轴上的第二皮带轮和第一齿轮做顺时针转动,第一齿轮将带动齿轮条顺时针转动,齿轮条将带动第三齿轮顺时针转动,第三齿轮将带动第二齿轮及活动柱逆时针转动,而活动柱将带动卡座及其顶部中心处通过螺栓固定的罐体逆时针转动,同时第二皮带轮将带动皮带顺时针转动,而皮带将带动第一皮带轮及其底部靠近边缘处通过螺栓固定的两个搅拌杆顺时针转动,且依据两个搅拌杆位于罐体内的接触处竖向对应设置有搅拌叶片,罐体的两侧内壁对应安装有螺旋叶片,而螺旋叶片与搅拌叶片为配合结构,以及两个搅拌杆的顺时针转动和罐体的逆时针转动,大大提高了共混时的搅拌分散效果和工作效率,并配合两个搅拌杆均穿过弹性防护圈并伸至罐体的底部内壁边缘处,搅拌杆的一端通过焊接固定有刮板,以解决工作区域中出现的″死区″情况,且仅由一个电机来带动多个结构配合工作并达到上述效果,大大降低了生产成本和操作的复杂程度。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种锂离子电池正极浆料,所述各原料按重量百分比分别由60-80%的锰酸锂、10-30%的溶剂、2-8%的改性粘结剂和2-8%的超导电炭黑组成,且锰酸锂和超导电炭黑均为粉末状形态,溶剂和改性粘结剂均为液状形态;
所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮与去离子水按2∶1的比例混配而成;
所述改性粘结剂由如下方式制备得到:先将聚四氟乙烯置于等离子体发生器内,并向其中循环注入氧气直至空气排尽,再将氨气和氢气一同导入其中,待常压、常温下电离60分钟后,将其取出并在50度、200转/分钟下均匀搅拌15分钟,以得到改性粘结剂,且由氧气、氨气和氢气在电场力的作用下,经电离产生的低温等离子体来持续轰击聚四氟乙烯表面,并通过低温等离子体的表面蚀刻效应来使其C-F键断裂,然后进一步与聚四氟乙烯结合生成各类基团,促使其表面性能发生变化,进而有效的改善聚四氟乙烯的表面粘接性和亲水性;
且依据如下步骤制备得到:
1)先将锰酸锂和超导电炭黑一同均混球磨,过200目筛网后导入干燥箱中干燥至含水量低于1%,以得到混料A;
2)先将溶剂预热至35-45度,再取半量的改性粘结剂并导入其中,然后在200转/分钟、加热至70-80度下均混30分钟,并导出降至30度后保温,以得到混料B;
3)先将混料A与保温30度的混料B一同导入搅拌分散设备中,并在150转/分钟、加热至45-55度下均混90分钟,再将混合液升温至80度,以1毫升/秒的速率向其中滴入剩余的改性粘结剂,在100转/分钟下均混45分钟并调节pH至8.5-9.5后,经40度下保温15分钟及过滤,以得到锂离子电池正极浆料。
一种锂离子电池正极浆料的制备工艺,包括如下步骤:
1)先将锰酸锂和超导电炭黑一同均混球磨,过200目筛网后导入干燥箱中干燥至含水量低于1%,以得到混料A,且先将各粉末状原料一同进行均混球磨,使其各颗粒间的点点、点线和点面接触更加充分,并经过筛、干燥操作后,以获得粒径均一、易于摩擦分散的混料A,以免后续的搅拌过程中出现团聚、溶解不良等情况;
2)先将溶剂预热至35-45度,再取半量的改性粘结剂并导入其中,然后在200转/分钟、加热至70-80度下均混30分钟,并导出降至30度后保温,以得到混料B;
3)先将混料A与保温30度的混料B一同导入搅拌分散设备中,并在150转/分钟、加热至45-55度下均混90分钟,再将混合液升温至80度,以1毫升/秒的速率向其中滴入剩余的改性粘结剂,在100转/分钟下均混45分钟并调节pH至8.5-9.5后,经40度下保温15分钟及过滤,以得到锂离子电池正极浆料,且先将溶剂事先预热并与半量的改性粘结剂相混合、保温,以调制得到低粘度的保温混料B,然后将混料A与低粘度的保温混料B在150转/分钟、50度下共混90分钟,并依据原料共混时受到的剪切、摩擦及其它外力作用,使得原料的各颗粒间能够保持高度分散状态,不易因共混结束而出现沉降、絮凝和团聚等现象来产生大颗粒状物质,对其粘度和固含量造成影响,再以1毫升/秒的速率向其中滴入剩余的改性粘结剂,并在100转/分钟、80度和pH为9.0下共混45分钟,使得改性粘结剂能够与原料的各颗粒间充分接触,大大稳定了锂离子电池正极浆料的粘度和固含量。
其中,所述步骤3)中搅拌分散设备的工作过程如下:先将混料A与保温30度的混料B一同导入罐体中,再由控制面板来开启电加热片和电机,电机将带动转轴上的第二皮带轮和第一齿轮顺时针转动,第一齿轮将带动齿轮条顺时针转动,齿轮条将带动第三齿轮顺时针转动,第三齿轮将带动第二齿轮及活动柱逆时针转动,而活动柱将带动卡座及其顶部中心处通过螺栓固定的罐体逆时针转动,同时第二皮带轮将带动皮带顺时针转动,而皮带将带动第一皮带轮及其底部靠近边缘处通过螺栓固定的两个搅拌杆顺时针转动,且依据两个搅拌杆位于罐体内的接触处竖向对应设置有搅拌叶片,罐体的两侧内壁对应安装有螺旋叶片,而螺旋叶片与搅拌叶片为配合结构,以及两个搅拌杆的顺时针转动和罐体的逆时针转动,来完成初步共混操作,再由电加热片来将混合液升温至80度,同时以1毫升/秒的速率向其中滴入剩余的改性粘结剂,在100转/分钟下均混45分钟并调节pH至8.5-9.5后,经40度下保温15分钟及过滤,以完成整个工作流程。
其中,所述步骤3)中搅拌分散设备由支撑架、第一皮带轮、弹性防护圈、第一固定柱、搅拌杆、固定架、皮带、第二皮带轮、转轴、控制面板、齿轮条、电机、活动柱、第二固定柱、卡座、刮板、电加热片、螺旋叶片、罐体、搅拌叶片、第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮组成,所述支撑架的一侧安装有控制面板,所述支撑架的底部内壁一侧通过螺栓固定有电机,所述电机的顶端通过联轴器活动连接有转轴,所述支撑架的底部内壁另一侧均通过轴承活动连接有活动柱和第二固定柱,且转轴、活动柱和第二固定柱的外部分别通过平键固定有第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮,所述第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的外部套接有齿轮条,所述活动柱的顶端通过焊接固定有卡座,所述卡座的顶部中心处通过螺栓固定有罐体,且卡座的内部均匀分布有电加热片与罐体相接触,所述齿轮条与第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮之间均为啮合连接,所述皮带与第一皮带轮和第二皮带轮之间均为卡槽嵌入式连接,以便提高配合工作时的稳定程度;
所述转轴的顶端通过焊接固定有第二皮带轮,所述支撑架的顶部内壁一侧通过焊接固定有第一固定柱,所述第一固定柱的底端通过轴承活动连接有第一皮带轮,且第一皮带轮和第二皮带轮的外部套接有皮带,所述罐体的顶端通过焊接固定有固定架,且固定架的中心处设置有弹性防护圈,且弹性防护圈的内部均匀嵌入有滚珠,所述第一皮带轮的底部靠近边缘处通过螺栓固定有两个搅拌杆,且两个搅拌杆均穿过弹性防护圈并伸至罐体的底部内壁边缘处,所述搅拌杆的一端通过焊接固定有刮板,且两个搅拌杆位于罐体内的接触处竖向对应设置有搅拌叶片,所述罐体的两侧内壁对应安装有螺旋叶片,且螺旋叶片与搅拌叶片为配合结构,所述搅拌杆为一种V型的不锈钢材质的构件,且两个搅拌杆为对应设置,所述搅拌杆与弹性防护圈内的滚珠间为滑动摩擦,以便减小搅拌杆运动时的摩擦阻力,所述电机和电加热片均与控制面板电性连接。
本发明的有益效果:
1.本发明是先对各粉末状原料进行均混球磨,使其粒径均一、分散性更佳,再将改性粘结剂均分为两份,一份与预热溶剂共混,以调制得到低粘度的保温混料B并与粉末状原料相结合,之后逐步滴入另一份改性粘结剂,来由小至大的分段增加其粘度,使得到的锂离子电池正极浆料的均匀性和稳定性更优,以免出现共混时的粘度过高或过低而导致的分层、沉淀或多种复杂流体的存在,对其正常使用造成影响,且先对各粉末状原料进行统一处理,再与改性粘结剂的均分、共混处理及其后续的导入方式相结合,大大提高了锂离子电池正极浆料的使用效果及其后续加工的产品质量;
2.本发明是先由电机来带动转轴上的第二皮带轮和第一齿轮做顺时针转动,第一齿轮将带动齿轮条顺时针转动,齿轮条将带动第三齿轮顺时针转动,第三齿轮将带动第二齿轮及活动柱逆时针转动,而活动柱将带动卡座及其顶部中心处通过螺栓固定的罐体逆时针转动,同时第二皮带轮将带动皮带顺时针转动,而皮带将带动第一皮带轮及其底部靠近边缘处通过螺栓固定的两个搅拌杆顺时针转动,且依据两个搅拌杆位于罐体内的接触处竖向对应设置有搅拌叶片,罐体的两侧内壁对应安装有螺旋叶片,而螺旋叶片与搅拌叶片为配合结构,以及两个搅拌杆的顺时针转动和罐体的逆时针转动,大大提高了共混时的搅拌分散效果和工作效率,并配合两个搅拌杆均穿过弹性防护圈并伸至罐体的底部内壁边缘处,搅拌杆的一端通过焊接固定有刮板,以解决工作区域中出现的″死区″情况,且仅由一个电机来带动多个结构配合工作并达到上述效果,大大降低了生产成本和操作的复杂程度。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的搅拌分散设备正面剖视图;
图2为本发明的齿轮条内侧连接结构示意图;
图中:1、支撑架;2、第一皮带轮;3、弹性防护圈;4、第一固定柱;5、搅拌杆;6、固定架;7、皮带;8、第二皮带轮;9、转轴;10、控制面板;11、齿轮条;12、电机;13、活动柱;14、第二固定柱;15、卡座;16、刮板;17、电加热片;18、螺旋叶片;19、罐体;20、搅拌叶片;21、第一齿轮;22、第二齿轮;23、第三齿轮。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示,本发明提供一种技术方案:
实施例1:
一种锂离子电池正极浆料,所述各原料按重量百分比分别由70%的锰酸锂、20%的溶剂、5%的改性粘结剂和5%的超导电炭黑组成;
所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮与去离子水按2∶1的比例混配而成;
所述改性粘结剂由如下方式制备得到:先将聚四氟乙烯置于等离子体发生器内,并向其中循环注入氧气直至空气排尽,再将氨气和氢气一同导入其中,待常压、常温下电离60分钟后,将其取出并在50度、200转/分钟下均匀搅拌15分钟,以得到改性粘结剂。
一种锂离子电池正极浆料的制备工艺,包括如下步骤:
1)先将锰酸锂和超导电炭黑一同均混球磨,过200目筛网后导入干燥箱中干燥至含水量低于1%,以得到混料A;
2)先将溶剂预热至40度,再取半量的改性粘结剂并导入其中,然后在200转/分钟、加热至75度下均混30分钟,并导出降至30度后保温,以得到混料B;
3)先将混料A与保温30度的混料B一同导入搅拌分散设备中,并在150转/分钟、加热至50度下均混90分钟,再将混合液升温至80度,以1毫升/秒的速率向其中滴入剩余的改性粘结剂,在100转/分钟下均混45分钟并调节pH至9.0后,经40度下保温15分钟及过滤,以得到锂离子电池正极浆料。
实施例2:
一种锂离子电池正极浆料,与实施例1中的不同之处在于,改性粘结剂为未经任何处理的聚四氟乙烯。
一种锂离子电池正极浆料的制备工艺,与实施例1中的不同之处在于,步骤2)中涉及到的改性粘结剂为未经任何处理的聚四氟乙烯。
实施例3:
一种锂离子电池正极浆料,与实施例1中均相同。
一种锂离子电池正极浆料的制备工艺,与实施例1中的不同之处在于,2)先将溶剂预热至40度,再将改性粘结剂全部导入其中,然后在200转/分钟、加热至75度下均混30分钟,并导出降至30度后保温,以得到混料B;3)先将混料A与保温30度的混料B一同导入搅拌分散设备中,并在150转/分钟、加热至50度下均混90分钟,再调节pH至9.0后,在100转/分钟、80度下均混45分钟,经40度下保温15分钟及过滤,以得到锂离子电池正极浆料。
实施例4:
一种锂离子电池正极浆料,与实施例1中均相同。
一种锂离子电池正极浆料的制备工艺,与实施例1中的不同之处在于,2)先将溶剂预热至40度,再将混料A导入其中,然后在200转/分钟、加热至75度下均混30分钟,并导出降至30度后保温,以得到混料B;3)先将保温30度的混料B导入搅拌分散设备中,以1毫升/秒的速率向其中滴入改性粘结剂,在125转/分钟、80度下均混120分钟并调节pH至9.0,经40度下保温15分钟及过滤,以得到锂离子电池正极浆料。
实施例5:
一种锂离子电池正极浆料,与实施例1中均相同。
一种锂离子电池正极浆料的制备工艺,与实施例1中的不同之处在于,步骤2)和步骤3)为:先将溶剂预热至40度,再与混料A和改性粘结剂一同导入搅拌分散设备中,在100转/分钟、80度下均混240分钟并调节pH至9.0,经40度下保温15分钟及过滤,以得到锂离子电池正极浆料。
根据上述实施例1-5,所得出的对比结果如下表:
表1-对比数据统计表
Figure BDA0002507539620000101
由表1-对比数据统计表中的实施例1与实施例2对比可知,两者的表面附着力相差较大,是因为实施例1中改性粘结剂的制备是由氧气、氨气和氢气在电场力的作用下,经电离产生的低温等离子体来持续轰击聚四氟乙烯表面,并通过低温等离子体的表面蚀刻效应来使其C-F键断裂,然后进一步与聚四氟乙烯结合生成各类基团,促使其表面性能发生变化,进而有效的改善聚四氟乙烯的表面粘接性和亲水性,因而实施例1与实施例2中的数据相差较为明显;
由表1-对比数据统计表中的实施例1与实施例3、实施例4和实施例5共同对比可知,粘度和固含量均相差较大,而实施例3中是将粉末状原料、液状原料分别进行处理,再一同共混分散,而实施例4中是将粉末状原料与预热溶剂共混,再向其中滴入改性粘结剂共混分散,而实施例5中是将粉末状原料与预热溶剂和改性粘结剂一同共混分散,而实施例1中是先将粉末状原料进行处理,再将改性粘结剂均分为两份,一份与预热溶剂共混,以调制得到低粘度的保温混料B并与粉末状原料相结合,然后逐步滴入另一份改性粘结剂共混分散,且实施例1由于是先将溶剂事先预热并与半量的改性粘结剂相混合、保温,以调制得到低粘度的保温混料B,然后将混料A与低粘度的保温混料B在150转/分钟、50度下共混90分钟,并依据原料共混时受到的剪切、摩擦及其它外力作用,使得原料的各颗粒间能够保持高度分散状态,不易因共混结束而出现沉降、絮凝和团聚等现象来产生大颗粒状物质,对其粘度和固含量造成影响,再以1毫升/秒的速率向其中滴入剩余的改性粘结剂,并在100转/分钟、80度和pH为9.0下共混45分钟,使得改性粘结剂能够与原料的各颗粒间充分接触,大大稳定了锂离子电池正极浆料的粘度和固含量,因而实施例1与实施例3、实施例4和实施例5中的数据相差均较为明显。
其中,搅拌分散设备的工作原理为:先由电机12来带动转轴9上的第二皮带轮8和第一齿轮21做顺时针转动,第一齿轮21将带动齿轮条11顺时针转动,齿轮条11将带动第三齿轮23顺时针转动,第三齿轮23将带动第二齿轮22及活动柱13逆时针转动,而活动柱13将带动卡座15及其顶部中心处通过螺栓固定的罐体19逆时针转动,同时第二皮带轮8将带动皮带7顺时针转动,而皮带7将带动第一皮带轮2及其底部靠近边缘处通过螺栓固定的两个搅拌杆5顺时针转动,且依据两个搅拌杆5位于罐体19内的接触处竖向对应设置有搅拌叶片20,罐体19的两侧内壁对应安装有螺旋叶片18,而螺旋叶片18与搅拌叶片20为配合结构,以及两个搅拌杆5的顺时针转动和罐体19的逆时针转动,大大提高了共混时的搅拌分散效果和工作效率,并配合两个搅拌杆5均穿过弹性防护圈3并伸至罐体19的底部内壁边缘处,搅拌杆5的一端通过焊接固定有刮板16,以解决工作区域中出现的″死区″情况,且仅由一个电机12来带动多个结构配合工作并达到上述效果,大大降低了生产成本和操作的复杂程度。
本发明通过合理的设计,其中,先对各粉末状原料进行处理,使其粒径均一、分散性更佳,再将改性粘结剂均分为两份,一份与预热溶剂共混,以调制得到低粘度的保温混料B并与粉末状原料相结合,之后逐步滴入另一份改性粘结剂,来由小至大的分段增加其粘度,使得到的锂离子电池正极浆料的均匀性和稳定性更优,以免出现共混时的粘度过高或过低而导致的分层、沉淀或多种复杂流体的存在,对其正常使用造成影响,且将各粉末状原料进行统一处理,与改性粘结剂的均分、共混处理及其后续的导入方式相结合,大大提高了锂离子电池正极浆料的均匀性及其后续加工的产品质量。
在本说明书的描述中,参考术语″一个实施例″、″示例″、″具体示例″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一定指的是相同的实施例或示例。且描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种锂离子电池正极浆料,其特征在于,原料按重量百分比分别由60-80%的锰酸锂、10-30%的溶剂、2-8%的改性粘结剂和2-8%的超导电炭黑组成;
所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮与去离子水按2:1的比例混配而成;
所述改性粘结剂由如下方式制备得到:先将聚四氟乙烯置于等离子体发生器内,并向其中循环注入氧气直至空气排尽,再将氨气和氢气一同导入其中,待常压、常温下电离60分钟后,将其取出并在50度、200转/分钟下均匀搅拌15分钟,以得到改性粘结剂;
且依据如下步骤制备得到:
1)先将锰酸锂和超导电炭黑一同均混球磨,过200目筛网后导入干燥箱中干燥至含水量低于1%,以得到混料A;
2)先将溶剂预热至35-45度,再取半量的改性粘结剂并导入其中,然后在200转/分钟、加热至70-80度下均混30分钟,并导出降至30度后保温,以得到混料B;
3)先将混料A与保温30度的混料B一同导入搅拌分散设备中,并在150转/分钟、加热至45-55度下均混90分钟,再将混合液升温至80度,以1毫升/秒的速率向其中滴入剩余的改性粘结剂,在100转/分钟下均混45分钟并调节pH至8.5-9.5后,经40度下保温15分钟及过滤,以得到锂离子电池正极浆料;
所述步骤3)中搅拌分散设备的工作过程如下:先将混料A与保温30度的混料B一同导入罐体(19)中,再由控制面板(10)来开启电加热片(17)和电机(12),电机(12)将带动转轴(9)上的第二皮带轮(8)和第一齿轮(21)顺时针转动,第一齿轮(21)将带动齿轮条(11)顺时针转动,齿轮条(11)将带动第三齿轮(23)顺时针转动,第三齿轮(23)将带动第二齿轮(22)及活动柱(13)逆时针转动,而活动柱(13)将带动卡座(15)及其顶部中心处通过螺栓固定的罐体(19)逆时针转动,同时第二皮带轮(8)将带动皮带(7)顺时针转动,而皮带(7)将带动第一皮带轮(2)及其底部靠近边缘处通过螺栓固定的两个搅拌杆(5)顺时针转动,且依据两个搅拌杆(5)位于罐体(19)内的接触处竖向对应设置有搅拌叶片(20),罐体(19)的两侧内壁对应安装有螺旋叶片(18),而螺旋叶片(18)与搅拌叶片(20)为配合结构,以及两个搅拌杆(5)的顺时针转动和罐体(19)的逆时针转动,来完成初步共混操作,再由电加热片(17)来将混合液升温至80度,同时以1毫升/秒的速率向其中滴入剩余的改性粘结剂,在100转/分钟下均混45分钟并调节pH至8.5-9.5后,经40度下保温15分钟及过滤,以完成整个工作流程;
所述步骤3)中搅拌分散设备由支撑架(1)、第一皮带轮(2)、弹性防护圈(3)、第一固定柱(4)、搅拌杆(5)、固定架(6)、皮带(7)、第二皮带轮(8)、转轴(9)、控制面板(10)、齿轮条(11)、电机(12)、活动柱(13)、第二固定柱(14)、卡座(15)、刮板(16)、电加热片(17)、螺旋叶片(18)、罐体(19)、搅拌叶片(20)、第一齿轮(21)、第二齿轮(22)和第三齿轮(23)组成,所述支撑架(1)的一侧安装有控制面板(10),所述支撑架(1)的底部内壁一侧通过螺栓固定有电机(12),所述电机(12)的顶端通过联轴器活动连接有转轴(9),所述支撑架(1)的底部内壁另一侧均通过轴承活动连接有活动柱(13)和第二固定柱(14),且转轴(9)、活动柱(13)和第二固定柱(14)的外部分别通过平键固定有第一齿轮(21)、第二齿轮(22)和第三齿轮(23),所述第一齿轮(21)、第二齿轮(22)和第三齿轮(23)的外部套接有齿轮条(11),所述活动柱(13)的顶端通过焊接固定有卡座(15),所述卡座(15)的顶部中心处通过螺栓固定有罐体(19),且卡座(15)的内部均匀分布有电加热片(17)与罐体(19)相接触;
所述转轴(9)的顶端通过焊接固定有第二皮带轮(8),所述支撑架(1)的顶部内壁一侧通过焊接固定有第一固定柱(4),所述第一固定柱(4)的底端通过轴承活动连接有第一皮带轮(2),且第一皮带轮(2)和第二皮带轮(8)的外部套接有皮带(7),所述罐体(19)的顶端通过焊接固定有固定架(6),且固定架(6)的中心处设置有弹性防护圈(3),且弹性防护圈(3)的内部均匀嵌入有滚珠,所述第一皮带轮(2)的底部靠近边缘处通过螺栓固定有两个搅拌杆(5),且两个搅拌杆(5)均穿过弹性防护圈(3)并伸至罐体(19)的底部内壁边缘处,所述搅拌杆(5)的一端通过焊接固定有刮板(16),且两个搅拌杆(5)位于罐体(19)内的接触处竖向对应设置有搅拌叶片(20),所述罐体(19)的两侧内壁对应安装有螺旋叶片(18),且螺旋叶片(18)与搅拌叶片(20)为配合结构,所述电机(12)和电加热片(17)均与控制面板(10)电性连接;
所述齿轮条(11)与第一齿轮(21)、第二齿轮(22)和第三齿轮(23)之间均为啮合连接,所述皮带(7)与第一皮带轮(2)和第二皮带轮(8)之间均为卡槽嵌入式连接;
所述搅拌杆(5)为一种V型的不锈钢材质的构件,且两个搅拌杆(5)为对应设置,所述搅拌杆(5)与弹性防护圈(3)内的滚珠间为滑动摩擦。
CN202010450586.7A 2020-05-25 2020-05-25 一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺 Active CN111584862B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010450586.7A CN111584862B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010450586.7A CN111584862B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111584862A CN111584862A (zh) 2020-08-25
CN111584862B true CN111584862B (zh) 2022-10-04

Family

ID=72113970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010450586.7A Active CN111584862B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111584862B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112216814B (zh) * 2020-12-09 2021-04-27 江苏时代新能源科技有限公司 电极极片、二次电池及其制备方法和含有二次电池的装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1941477A (zh) * 2005-09-15 2007-04-04 通用汽车环球科技运作公司 用于pem燃料电池中的水处理的流场上的亲水层
CN102168196A (zh) * 2011-04-10 2011-08-31 北京交通大学 一种镍3锆-6.5氮化硅半固态浆料的机械均匀分散方法
CN102738446A (zh) * 2011-04-15 2012-10-17 比克国际(天津)有限公司 锂离子电池浆料及其制备方法,及锂离子电池
CN104064373A (zh) * 2014-07-02 2014-09-24 长沙国容新能源有限公司 一种锂离子电容器正极片及其制备方法、锂离子电容器
CN104496145A (zh) * 2014-12-12 2015-04-08 中山大学 一种等离子体热解油泥制合成气装置
CN106637909A (zh) * 2016-12-13 2017-05-10 安徽天威羊绒制品有限公司 一种热稳定性保暖胶原蛋白羊绒复合面料及其制作方法
CN109929465A (zh) * 2019-03-29 2019-06-25 广州掘策机械设备有限公司 一种机械零件保护蜡及其制备方法
CN210357378U (zh) * 2019-07-31 2020-04-21 江西博大化工有限公司 一种变性淀粉用打浆装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102314044B1 (ko) * 2014-12-24 2021-10-19 삼성전자주식회사 공침 반응기 및 이를 이용한 이차 전지용 양극 활물질 전구체의 제조 방법
CN109192941A (zh) * 2018-08-10 2019-01-11 欣旺达电子股份有限公司 锂离子电池、正极片、锂离子电池正极浆料及其制备方法
CN110797536A (zh) * 2019-10-24 2020-02-14 桑顿新能源科技(长沙)有限公司 一种锂离子电池正极浆料及其制备方法与锂离子电池

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1941477A (zh) * 2005-09-15 2007-04-04 通用汽车环球科技运作公司 用于pem燃料电池中的水处理的流场上的亲水层
CN102168196A (zh) * 2011-04-10 2011-08-31 北京交通大学 一种镍3锆-6.5氮化硅半固态浆料的机械均匀分散方法
CN102738446A (zh) * 2011-04-15 2012-10-17 比克国际(天津)有限公司 锂离子电池浆料及其制备方法,及锂离子电池
CN104064373A (zh) * 2014-07-02 2014-09-24 长沙国容新能源有限公司 一种锂离子电容器正极片及其制备方法、锂离子电容器
CN104496145A (zh) * 2014-12-12 2015-04-08 中山大学 一种等离子体热解油泥制合成气装置
CN106637909A (zh) * 2016-12-13 2017-05-10 安徽天威羊绒制品有限公司 一种热稳定性保暖胶原蛋白羊绒复合面料及其制作方法
CN109929465A (zh) * 2019-03-29 2019-06-25 广州掘策机械设备有限公司 一种机械零件保护蜡及其制备方法
CN210357378U (zh) * 2019-07-31 2020-04-21 江西博大化工有限公司 一种变性淀粉用打浆装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111584862A (zh) 2020-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109732093B (zh) 一种石墨烯/铝合金复合材料的制备方法
CN112838192B (zh) 一种锂离子电池正极浆料及其制备方法和锂离子电池
CN103022433A (zh) 一种锂电池浆料的制作方法
WO2012151341A1 (en) Process for the manufacture of carbon sheet for an electrode
CN111584862B (zh) 一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺
CN111370672A (zh) 一种负极浆料的制备方法
CN101615668A (zh) 用于生产锂电池的配料方法
CN111599985A (zh) 一种锂离子电池浆料及其制备方法和锂离子电池
CN111725508A (zh) 一种无需胶液的负极浆料的制备方法、得到的负极浆料和用途
JP2013254699A (ja) 導電材含有マスターバッチおよび電極スラリーの製造方法
CN108400287A (zh) 采用振动-机械搅拌联用制备锂离子电池电极浆料的方法
CN111774575A (zh) 高振实大片径片状银粉的制备方法
CN106159235A (zh) 一种锂离子电池石墨负极材料的制备方法
CN216910062U (zh) 一种用于电阻生产的混合装置
CN109841792B (zh) 一种锂电池负极浆料的生产工艺
CN110227825B (zh) 一种低能球磨制备石墨烯/铜/氧化亚铜复合粉体的方法
CN105261794A (zh) 一种锂电池加工工艺
CN114566644B (zh) 一种锂离子电池水性负极浆料及制备方法和负极片
CN111212488B (zh) 一种石墨烯/石墨复合水性电热膜导电剂的制备方法
CN110165157B (zh) 一种含碳纳米管的钛酸锂浆料的均匀混料方法
CN113991106A (zh) 一种负极浆料干式制备方法
CN108461703A (zh) 一种锂离子电池电极浆料的制备方法
CN217699505U (zh) 一种用于电弧法加工的石墨电极材料的制备设备
CN116364893A (zh) 一种锂电池正极材料的液相包覆方法
CN112467087B (zh) 一种磷酸铁锂正极浆料制备工艺的改进方法及制备工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220919

Address after: 415000 No. 4 Songlin Road, Changde economic and Technological Development Zone, Changde City, Hunan Province (graphene Industrial Park)

Applicant after: Changde Kunyu New Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: Room 1701, No. 97, Jinxin 2nd Street, Baiyun District, Guangzhou City, Guangdong Province, 510000

Applicant before: Zeng Shangyi

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant