CN112366318A - 一种负极浆料及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种负极浆料及其制备方法和用途。所述负极浆料包括负极活性物质、增稠剂、粘结剂、导电剂、分散剂和水;所述负极活性物质包括石墨和硅基材料,所述分散剂包括三聚磷酸钠;以所述负极浆料的质量为100%计,所述三聚磷酸钠的质量百分含量为0.5‑3.0%。本发明提供的负极浆料,通过添加合适含量的三聚磷酸钠,能够实现负极浆料解絮凝并稳定各组分颗粒的效果,防止各组分颗粒之间在储存过程中的团聚,从而提高负极浆料的稳定性和流动性,增强分散效果。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域,具体涉及一种负极浆料及其制备方法和用途。
背景技术
随着锂离子电池的高速发展,对负极材料的容量要求越来越高,石墨类负极作为主要的负极材料,应用已经非常广泛,但是石墨类负极材料容量已做到360mAh/g,已经接近372mAh/g的理论克容量,再想提升其空间已很难实现。而硅与碳化学性质相近,硅在常温下可与锂合金化,生成Li15Si4相,理论比容量高达3572mA.h/g,远高于商业化石墨理论比容量。在地壳元素中储量非常丰富,成本低、环境友好,因而硅负极材料一直备受科研人员关注,是最具潜力的下一代锂离子电池负极材料之一。
负极材料石墨在加入硅之后,按普通的匀浆搅拌工艺无法满足浆料分散均匀的要求,存在浆料高固含,高粘度现象,对涂布工序造成困难,并对电芯性能造成极大影响。
目前,为了提升负极浆料的分散均匀性,负极浆料的搅拌工艺受到广泛的研究。其中,CN107492628A公开了一种锂离子电池负极浆料的制备方法,至少包括以下步骤:提供锂离子电池负极的原料组分,采用搅拌机对所述原料组分进行预分散处理,得到预分散浆料;采用高速分散处理设备以≥2500rpm的速度对所述预分散浆料进行高速分散处理,得到负极浆料。
CN108565393A公开一种锂离子电池负极浆料的合浆方法,包括打胶、合浆和调粘,所述打胶是先将水总质量的80-95%加入打胶机中,然后加入增稠剂进行搅拌,搅拌均匀后成胶液;所述合浆是取上述胶液总质量的85-98%加入合浆机中,加入负极活性物质、分散剂、导电剂,同时加入水总质量的10-20%,在加粉料的同时进行搅拌,然后加入剩余的胶液和剩余水继续搅拌,搅拌均匀后加入粘结剂,继续搅拌。
CN106981620A公开了一种锂离子电池负极浆料的制备方法,该制备方法包括以下步骤:S1、将活性物质、分散剂、导电剂、20%溶剂在搅拌机中低速搅拌形成混合粉体;S2、在所述混合粉体中添加重量份数为40-50%的胶液,低速搅拌捏合,高速形成混合溶液;S3、在所述混合溶液中加入胶液和水,高速搅拌和高速分散,制成混合胶体溶液;S4、在所述混合胶体溶液中加入粘接剂后中低速搅拌制得锂离子电池负极浆料。
上述文献仅是对负极浆料的制备方法进行了改进,其分散效果的改善受到限制,因此,如何通过改良负极浆料的配方,提升负极浆料的分散均匀性,成为目前急需解决的技术问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题,本发明提供了一种负极浆料及其制备方法和用途。所述负极浆料通过添加三聚磷酸钠,有效降低所述负极浆料的粘度,同时可防止负极活性物质等材料在储存过程中团聚,从而提高所述负极浆料的流动性,提升分散效果。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种负极浆料,所述负极浆料包括负极活性物质、增稠剂、粘结剂、导电剂、分散剂和水,所述负极活性物质包括石墨和硅基材料,所述分散剂包括三聚磷酸钠,以所述负极浆料的质量为100%计,所述三聚磷酸钠的质量百分含量为0.5-3.0%。
对于负极石墨,其中加入硅基(一般为纳米级别)之后分散不均匀现象明显,尤其是在大罐搅拌时极难分散。本发明通过添加三聚磷酸钠,可以很好地解决包含石墨和硅基材料的负极浆料的分散性问题,更好地发挥石墨和硅基材料各自的优势,获得性能优异的电池。其技术原理为:第一、三聚磷酸钠在水中具有良好的分散能力,与粘结剂、增稠剂和水等配合可获得合适粘度的负极浆料;第二、三聚磷酸钠通过空间位阻和静电排斥力,实现负极浆料解絮凝并稳定各组分颗粒的效果,防止各组分颗粒之间在储存过程中的团聚;第三、三聚磷酸钠具有离子交换能力,趋使悬浮液向溶液状态转变,上述因素综合作用从而提高负极浆料的稳定性和流动性,增强分散效果。
本发明中,以所述负极浆料的质量为100%计,所述三聚磷酸钠的质量百分含量为0.5-3.0%,例如0.5%、0.8%、1.2%、1.5%、2%、2.5%或3%等。若含量过少,会导致难以有效改善负极浆料的稳定性和流动性;若含量过多,会因为金属离子的大量引入导致电池自放电和高温存储性能劣化。
以下作为本发明优选的技术方案,但不作为对本发明提供的技术方案的限制,通过以下优选的技术方案,可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
以所述负极浆料的质量为100%计,负极活性物质的质量百分含量为93-98%,例如93%、94%、95%、96%或98%等。
优选地,以所述负极浆料的质量为100%计,增稠剂的质量百分含量为1-5%,例如1%、1.2%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%或4.5%等。
优选地,以所述负极浆料的质量为100%计,粘结剂的质量百分含量为1-5%,例如1%、1.2%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%或4.5%等。
优选地,以所述负极浆料的质量为100%计,导电剂的质量百分含量为0.5-3%,例如0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%或3%等。
本发明中对硅基材料的具体种类不作具体限定,例如可以是单质硅、氧化亚硅、二氧化硅或硅碳材料中的任意一种或至少两种的组合,优选为氧化亚硅。
本发明优选采用纳米级别的硅基材料。
优选地,所述硅基材料在负极活性物质中的质量百分含量≥10%,例如10%、12%、15%、16%、18%、20%、25%、28%、32%、35%、40%、45%、50%、55%、60%或65%等,优选为15-50%。在此优选范围内,采用本发明的配方可以保证良好的分散性、稳定性,以及良好的综合电化学性能。
优选地,所述增稠剂包括羧甲基纤维素钠、丙二醇藻蛋白酸酯、甲基纤维素、淀粉磷酸钠、藻蛋白酸钠、酪蛋白、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合,优选为羧甲基纤维素钠。
优选地,所述粘结剂包括丁苯橡胶、丙烯酸聚合物、聚四氟乙烯或丙烯晴共聚物中的任意一种或至少两种的组合,优选为丁苯橡胶。
优选地,所述导电剂包括导电炭黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合,优选为碳纳米管。
优选地,所述分散剂中还包括三聚磷酸钠和/或六偏磷酸钠和焦磷酸钠。
优选地,所述分散剂为三聚磷酸钠。
第二方面,本发明提供一种上述第一方面所述的负极浆料的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将导电剂、分散剂、负极活性物质和一部分水混合,搅拌,得到第一混合液;
(2)将增稠剂和另一部分水加入所述第一混合液中,搅拌,得到第二混合液;
(3)将粘结剂和剩余的水加入所述第二混合液中,搅拌,得到所述的负极浆料。
本发明提供的制备方法,通过将导电剂、分散剂、负极活性物质和一部分水先混合,三聚磷酸钠在水中具有良好的分散能力,增加导电剂和负极活性物质在水中的分散能力,降低粘度;然后加入增稠剂,进行初步粘合、浸润作用,最后加入粘结剂,保证粘结剂与其它各组分的充分接触。所述制备方法,有利于提高各组分的分散效果,得到的负极浆料具有良好的分散均匀性。
本发明中,所述水可以是去离子水,也可以是超纯水,只要是本领域技术人员常用的种类,均适用于本发明。
优选地,步骤(1)所述水的质量占水总质量的10-30%,例如可以是10%、15%、20%、25%、30%,优选为20%。此部分水对粉料起到一个初步润湿的作用,有利于后续的浆料分散。
优选地,步骤(1)所述搅拌的转速为10-20rpm,例如可以是10rpm、15rpm、20rpm,优选为10rpm。
优选地,步骤(1)所述搅拌的时间为10-30min,例如可以是10min、15min、20min、25min、30min等,优选为20min。
优选地,步骤(2)所述溶剂的质量占溶剂总质量的10%-30%,例如10%、12%、15%、20%、25%或30%等。
优选地,步骤(2)包括依次进行的下述步骤:
(a)向所述第一混合液中加入一部分增稠剂,进行一次搅拌;
(b)然后继续加入另一部分增稠剂,进行二次搅拌,所述二次搅拌的转速大于一次搅拌的转速;
(c)最后加入剩余的增稠剂和另一部分水,进行三次搅拌。
优选地,步骤(a)所述一次搅拌为先以10-30rpm(例如可以是10rpm、15rpm、20rpm、25rpm、30rpm等)的转速搅拌10-20min(例如可以是10min、15min、20min等),再以35-50rpm(例如可以是35rpm、40rpm、45rpm、50rpm等,优选为40-45rpm)的转速搅拌20-40min(例如可以是20min、25min、30min、35min、40min等)。
优选地,步骤(b)所述二次搅拌的转速为35-50rpm,例如可以是35rpm、40rpm、45rpm、50rpm等,进一步优选为45rpm。
优选地,步骤(b)所述二次搅拌的时间为50-80min,例如可以是50min、55min、60min、65min、70min、75min、80min等,优选为60-70min。
优选地,步骤(c)所述三次搅拌的转速为35-50rpm,例如可以是35rpm、40rpm、45rpm、50rpm等,优选为35rpm。
优选地,步骤(c)所述三次搅拌的时间为50-80min,例如可以是50min、55min、60min、65min、70min、75min、80min等,优选为60-70min。
优选地,步骤(a)、步骤(b)和步骤(c)所述增稠剂的质量比为1%-5%。
本发明中,所述方法还包括:在加入粘结剂混合后,测试负极浆料的粘度,所述粘度合格(一般为2000mpa.s-6000mpa.s),可用于后续涂布工艺,进行消泡处理;所述粘度不合格,不能直接用于后续涂布工艺,需要调节粘度,待粘度合格后进行消泡处理。
优选地,步骤(3)所述搅拌的转速为35-50rpm,例如可以是35rpm、40rpm、45rpm、50rpm等,优选为35rpm,优选为35rpm。
优选地,步骤(3)所述搅拌的时间为30-60min,例如可以是30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min等,优选为40min。
作为本发明进一步优选的技术方案,所述方法包括以下步骤:
(1)将导电剂、分散剂、负极活性物质和一部分水混合,在转速为10-20rpm下搅拌10-30min,得到第一混合液;
(2)将一部分增稠剂加入所述第一混合液中,在转速为10-30rpm下搅拌10-20min,然后在转速为35-50rpm下搅拌20-40min,得到第二混合液;
(3)将另一部分增稠剂加入所述第二混合液中,在转速为35-50rpm下搅拌50-80min,得到第三混合液;
(4)将剩余的增稠剂和另一部分水按比例加入步骤(3)得到的第三混合液中,在转速为35-50rpm下搅拌50-80min,得到第四混合液;
(5)将粘结剂和剩余的水按比例加入步骤(4)得到的第四混合液中,在转速为35-50rpm下搅拌30-60min,测试粘度和温度,消泡处理,得到所述的负极浆料。
第三方面,本发明提供一种负极片,所述负极片采用上述第一方面所述的负极浆料制成。
第四方面,本发明提供一种锂离子电池,所述锂离子电池包含上述第三方面所述的负极片。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明通过添加三聚磷酸钠,可以很好地解决包含石墨和硅基材料的负极浆料的分散性问题,更好地发挥石墨和硅基材料各自的优势,获得性能优异的电池。其技术原理为:第一、三聚磷酸钠在水中具有良好的分散能力,与粘结剂、增稠剂和水等配合可获得合适粘度的负极浆料;第二、所述三聚磷酸钠通过空间位阻和静电排斥力,实现负极浆料解絮凝并稳定各组分颗粒的效果,防止各组分颗粒之间在储存过程中的团聚;第三、三聚磷酸钠具有离子交换能力,趋使悬浮液向溶液状态转变,上述因素综合作用从而提高负极浆料的稳定性和流动性,增强分散效果。
(2)本发明提供的制备方法,通过将导电剂、分散剂、负极活性物质和一部分水先混合,三聚磷酸钠在水中具有良好的分散能力,增加导电剂和负极活性物质在水中的分散能力,降低粘度;然后加入增稠剂,进行初步粘合、浸润作用,最后加入粘结剂,保证粘结剂与其它各组分的充分接触。所述制备方法,有利于提高各组分的分散效果,得到的负极浆料具有良好的分散均匀性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例中采用的三聚磷酸钠可以由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠混合加热至110℃脱水,继续加热至540-580℃脱水可制得,分子量为367.86。
实施例1
本实施例提供了一种负极浆料,按干粉的百分比计,所述负极浆料包括:
所述负极活性物质为石墨和氧化硅的混合物,氧化硅的质量百分含量为20%,增稠剂为羧甲基纤维素钠,粘结剂为丁苯橡胶,导电剂为导电炭黑。
所述负极浆料的制备方法包括以下步骤:
(1)将导电剂、分散剂、负极活性物质和一部分去离子水(占去离子水总质量的20%)按比例混合,在转速为10rpm下搅拌20min,得到第一混合液;
(2)将一部分增稠剂(占增稠剂总质量的30%)加入步骤(1)得到的第一混合液中,在转速为15rpm下搅拌10min,然后在转速为40rpm下搅拌25min,得到第二混合液;
(3)将另一部分增稠剂(占增稠剂总质量的20%)加入步骤(2)得到的第二混合液中,在转速为45rpm下搅拌65min,得到第三混合液;
(4)将剩余的增稠剂(占增稠剂总质量的50%)和另一部分去离子水(占去离子水总质量的10%)加入步骤(3)得到的第三混合液中,在转速为45rpm下搅拌65min,得到第四混合液;
(5)将粘结剂和剩余的去离子水按比例加入步骤(4)得到的第四混合液中,在转速为35rpm下搅拌40min,测试粘度和温度,消泡处理,得到所述的负极浆料。
实施例2
本实施例提供了一种负极浆料,按干粉的百分比计,所述负极浆料包括:
所述负极活性物质为石墨和氧化硅的混合物,氧化硅的质量百分含量为15%,增稠剂为羧甲基纤维素钠,粘结剂为丁苯橡胶,导电剂为导电炭黑。
所述负极浆料的制备方法包括以下步骤:
(1)将导电剂、分散剂、负极活性物质和一部分去离子水(占去离子水总质量的15%)按比例混合,在转速为10rpm下搅拌20min,得到第一混合液;
(2)将一部分增稠剂(占增稠剂总质量的20%)按比例加入步骤(1)得到的第一混合液中,在转速为15rpm下搅拌10min,然后在转速为40-45rpm下搅拌25min,得到第二混合液;
(3)将另一部分增稠剂(占增稠剂总质量的30%)按比例加入步骤(2)得到的第二混合液中,在转速为45rpm下搅拌70min,得到第三混合液;
(4)将剩余的增稠剂(占增稠剂总质量的50%)和另一部分去离子水(占去离子水总质量的15%)按比例加入步骤(3)得到的第三混合液中,在转速为45rpm下搅拌60min,得到第四混合液;
(5)将粘结剂和剩余的去离子水按比例加入步骤(4)得到的第四混合液中,在转速为35rpm下搅拌40min,测试粘度和温度,消泡处理,得到所述的负极浆料。
实施例3
本实施例提供了一种负极浆料,按干粉的百分比计,所述负极浆料包括:
物,氧化硅的质量百分含量为20%,增稠剂为羧甲基纤维素钠,粘结剂为丁苯橡胶,导电剂为导电炭黑
所述负极浆料的制备方法包括以下步骤:
(1)将导电剂、分散剂、负极活性物质和一部分去离子水(占去离子水总质量的15%)按比例混合,在转速为10rpm下搅拌20min,得到第一混合液;
(2)将一部分增稠剂(占增稠剂总质量的25%)按比例加入步骤(1)得到的第一混合液中,在转速为30rpm下搅拌10min,然后在转速为40rpm下搅拌35min,得到第二混合液;
(3)将另一部分增稠剂(占增稠剂总质量的30%)按比例加入步骤(2)得到的第二混合液中,在转速为35rpm下搅拌75min,得到第三混合液;
(4)将剩余的增稠剂(占增稠剂总质量的45%)和另一部分去离子水(占去离子水总质量的25%)按比例加入步骤(3)得到的第三混合液中,在转速为45rpm下搅拌60-70min,得到第四混合液;
(5)将粘结剂和剩余的去离子水按比例加入步骤(4)得到的第四混合液中,在转速为50rpm下搅拌30min,测试粘度和温度,消泡处理,得到所述的负极浆料。
实施例4
本实施例提供了一种负极浆料,按干粉的百分比计,所述负极浆料包括:
所述负极活性物质为石墨和氧化硅的混合物,氧化硅的质量百分含量为20%,增稠剂为羧甲基纤维素钠,粘结剂为丁苯橡胶,导电剂为导电炭黑;
所述负极浆料的制备方法包括以下步骤:
(1)将导电剂、分散剂、负极活性物质和一部分去离子水(占去离子水总质量的20%)溶剂按比例混合,在转速为15rpm下搅拌15min,得到第一混合液;
(2)将一部分增稠剂(占增稠剂总质量的15%)按比例加入步骤(1)得到的第一混合液中,在转速为20rpm下搅拌15min,然后在转速为45rpm下搅拌20min,得到第二混合液;
(3)将另一部分增稠剂(占增稠剂总质量的45%)按比例加入步骤(2)得到的第二混合液中,在转速为45rpm下搅拌60-70min,得到第三混合液;
(4)将剩余的增稠剂(占增稠剂总质量的40%)和另一部分去离子水(占去离子水总质量的10%)按比例加入步骤(3)得到的第三混合液中,在转速为45rpm下搅拌60min,得到第四混合液;
(5)将粘结剂和剩余溶剂按比例加入步骤(4)得到的第四混合液中,在转速为35rpm下搅拌40min,测试粘度和温度,消泡处理,得到所述的负极浆料。
实施例5
本实施例提供了一种负极浆料,按干粉的百分比计,所述负极浆料包括:
所述负极活性物质为石墨和氧化硅的混合物,氧化硅的质量百分含量为20%,增稠剂为羧甲基纤维素钠,粘结剂为丁苯橡胶,导电剂为导电炭黑。所述负极浆料的制备方法包括以下步骤:
(1)将导电剂、分散剂、负极活性物质和一部分去离子水(占去离子水总质量的20%)按比例混合,在转速为20rpm下搅拌10min,得到第一混合液;
(2)将一部分增稠剂(占增稠剂总质量的20%)按比例加入步骤(1)得到的第一混合液中,在转速为15rpm下搅拌10min,然后在转速为40-45rpm下搅拌25min,得到第二混合液;
(3)将另一部分增稠剂(占增稠剂总质量的20%)增稠剂按比例加入步骤(2)得到的第二混合液中,在转速为45rpm下搅拌70min,得到第三混合液;
(4)将剩余的增稠剂(占增稠剂总质量的60%)和另一部分去离子水(占去离子水总质量的30%)按比例加入步骤(3)得到的第三混合液中,在转速为50rpm下搅拌65min,得到第四混合液;
(5)将粘结剂和剩余的去离子水按比例加入步骤(4)得到的第四混合液中,在转速为40rpm下搅拌50min,测试粘度和温度,消泡处理,得到所述的负极浆料。
对比例1
与实施例1相比,区别仅在于,本对比例不添加三聚磷酸钠。
对比例2
与实施1相比,区别仅在于,本对比例中三聚磷酸钠的质量百分含量替换为0.1%。
对比例3
与实施1相比,区别仅在于,本对比例中三聚磷酸钠的质量百分含量替换为4%,本对比例添加的三聚磷酸钠比例较大,会影响浆料的电性能。
负极浆料性能的评价:
将各实施例和对比例得到的负极浆料,进行分散性和流动性的测试,主要是测试浆料的出料粘度;
将各实施例和对比例得到的负极浆料,进行浆料稳定性的测试,主要是分别测试浆料放置12小时后上层浆料和下层浆料的粘度。
测试结果如表1所示。
表1
注:上层浆料粘度和下层浆料粘度的差值越小,表明浆料稳定性越好。
通过表1可以看出,本发明的浆料不仅具有良好的分散性和流动性,还具有较好的稳定性。
与实施例1相比,对比例1提供的负极浆料的分散性和流动性较差,这是因为对比例1未添加三聚磷酸钠。
与实施例1相比,对比例2提供的负极浆料的分散性和流动性较差,这是因为对比例2添加三聚磷酸钠的质量百分含量较小,不能影响浆料的分散性和流动性。
与实施例1相比,对比例3提供的负极浆料的稳定性较差,这是因为对比例3添加三聚磷酸钠的质量百分含量较多。
综上,本发明提供的负极浆料,通过添加三聚磷酸钠,大幅度降低负极浆料的粘度,同时能够实现负极浆料解絮凝并稳定各组分颗粒的效果,防止各组分颗粒之间在储存过程中的团聚,从而提高负极浆料的稳定性和流动性,增强分散效果。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征,但本发明并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种负极浆料,其特征在于,所述负极浆料包括负极活性物质、增稠剂、粘结剂、导电剂、分散剂和水;
所述负极活性物质包括石墨和硅基材料,所述分散剂包括三聚磷酸钠;
以所述负极浆料的质量为100%计,所述三聚磷酸钠的质量百分含量为0.5-3.0%。
2.根据权利要求1所述的负极浆料,其特征在于,以所述负极浆料的质量为100%计,负极活性物质的质量百分含量为93-98%;
优选地,以所述负极浆料的质量为100%计,增稠剂的质量百分含量为1-5%;
优选地,以所述负极浆料的质量为100%计,粘结剂的质量百分含量为1-5%;
优选地,以所述负极浆料的质量为100%计,导电剂的质量百分含量为0.5-3.0%。
3.根据权利要求1或2所述的负极浆料,其特征在于,所述硅基材料包括单质硅、氧化亚硅、二氧化硅或硅碳材料中的任意一种或至少两种的组合,优选为氧化亚硅;
优选地,所述硅基材料在负极活性物质中的质量百分含量≥10%,优选为15-50%;
优选地,所述增稠剂包括羧甲基纤维素钠、丙二醇藻蛋白酸酯、甲基纤维素、淀粉磷酸钠、藻蛋白酸钠、酪蛋白、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合,优选为羧甲基纤维素钠;
优选地,所述粘结剂包括丁苯橡胶、丙烯酸聚合物、聚四氟乙烯或丙烯晴共聚物中的任意一种或至少两种的组合,优选为丁苯橡胶;
优选地,所述导电剂包括导电炭黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合,优选为碳纳米管;
优选地,所述分散剂中还包括三聚磷酸钠和/或六偏磷酸钠和焦磷酸钠;
优选地,所述分散剂为三聚磷酸钠。
4.根据权利要求1-3任一项所述的负极浆料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将导电剂、分散剂、负极活性物质和一部分水混合,搅拌,得到第一混合液;
(2)将增稠剂和另一部分水加入所述第一混合液中,搅拌,得到第二混合液;
(3)将粘结剂和剩余的水加入所述第二混合液中,搅拌,得到所述的负极浆料。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述水的质量占水总质量的10-30%,优选为20%;
优选地,步骤(1)所述搅拌的转速为10-20rpm,优选为10rpm;
优选地,步骤(1)所述搅拌的时间为10-30min,优选为20min。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述溶剂的质量占溶剂总质量的10%-30%;
优选地,步骤(2)包括依次进行的下述步骤:
(a)向所述第一混合液中加入一部分增稠剂,进行一次搅拌;
(b)然后继续加入另一部分增稠剂,进行二次搅拌,所述二次搅拌的转速大于一次搅拌的转速;
(c)最后加入剩余的增稠剂和另一部分水,进行三次搅拌;
优选地,步骤(a)所述一次搅拌为先以10-30rpm的转速搅拌10-20min,再以35-50rpm的转速搅拌20-40min;
优选地,步骤(b)所述二次搅拌的转速为35-50rpm,优选为45rpm;
优选地,步骤(b)所述二次搅拌的时间为50-80min,优选为60-70min;
优选地,步骤(c)所述三次搅拌的转速为35-50rpm,优选为45rpm;
优选地,步骤(c)所述三次搅拌的时间为50-80min,优选为60-70min;
优选地,以增稠剂的总质量为100%计,步骤(a)、步骤(b)和步骤(c)所述增稠剂的质量比为(10%-30%):(30%-45%):(40-60%)。
7.根据权利要求4-6任一项所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述搅拌的转速为35-50rpm,优选为35rpm;
优选地,步骤(3)所述搅拌的时间为30-60min,优选为40min。
8.根据权利要求4-7任一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将导电剂、分散剂、负极活性物质和一部分水混合,在转速为10-20rpm下搅拌10-30min,得到第一混合液;
(2)将一部分增稠剂加入所述第一混合液中,在转速为10-30rpm下搅拌10-20min,然后在转速为35-50rpm下搅拌20-40min,得到第二混合液;
(3)将另一部分增稠剂加入所述第二混合液中,在转速为35-50rpm下搅拌50-80min,得到第三混合液;
(4)将剩余的增稠剂和另一部分水按比例加入步骤(3)得到的第三混合液中,在转速为35-50rpm下搅拌50-80min,得到第四混合液;
(5)将粘结剂和剩余的水按比例加入步骤(4)得到的第四混合液中,在转速为35-50rpm下搅拌30-60min,测试粘度和温度,消泡处理,得到所述的负极浆料。
9.一种负极片,其特征在于,所述负极片采用权利要求1-3任一项所述的负极浆料制成。
10.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包含权利要求9所述的负极片。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114243215A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-25 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 一种涂层浆料及其制备方法以及复合隔膜和锂离子电池 |
CN114709366A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-05 | 大连中比动力电池有限公司 | 一种硬碳负极浆料及其制备方法 |
CN115832235A (zh) * | 2022-03-17 | 2023-03-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 负极浆料、负极极片、锂离子电池、电池模块、电池包和用电装置 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102376940A (zh) * | 2010-08-20 | 2012-03-14 | 深圳市比克电池有限公司 | 锂离子电池、负极浆料及其制备方法 |
CN103140970A (zh) * | 2010-09-24 | 2013-06-05 | Jsr株式会社 | 电极用粘合剂组合物 |
CN103155248A (zh) * | 2010-10-15 | 2013-06-12 | 日本A&L株式会社 | 二次电池电极用粘合剂、二次电池电极用浆料及二次电池电极 |
CN104993120A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-10-21 | 田东 | 一种锂离子电池负极浆料及其制备方法 |
CN107431194A (zh) * | 2015-04-23 | 2017-12-01 | 日本瑞翁株式会社 | 锂离子二次电池电极用粘结剂组合物、锂离子二次电池电极用浆料组合物、锂离子二次电池用电极以及锂离子二次电池 |
CN110364736A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-22 | 大连恒超锂业科技有限公司 | 一种锂电池负极浆料及其制备方法 |
CN110571412A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-12-13 | 东莞市创明电池技术有限公司 | 锂离子电池用硅基负极材料及其制备方法和应用 |
WO2020008460A1 (en) * | 2018-07-03 | 2020-01-09 | 3Dbatteries Ltd. | De-flocculant as slurry and epd bath stabilizer and uses thereof |
CN110690421A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-14 | 江苏智航新能源有限公司 | 一种锂离子电池硅基负极浆料及其负极极片的制备方法 |
CN110707314A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-01-17 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种硅碳复合锂离子电池负极材料及其制备方法 |
CN110783578A (zh) * | 2019-10-11 | 2020-02-11 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种燃料电池催化剂浆料的预分散方法 |
WO2020088577A1 (en) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | Volt14 Solutions | Binder for battery electrode |
-
2020
- 2020-11-02 CN CN202011205754.2A patent/CN112366318A/zh active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102376940A (zh) * | 2010-08-20 | 2012-03-14 | 深圳市比克电池有限公司 | 锂离子电池、负极浆料及其制备方法 |
CN103140970A (zh) * | 2010-09-24 | 2013-06-05 | Jsr株式会社 | 电极用粘合剂组合物 |
CN103155248A (zh) * | 2010-10-15 | 2013-06-12 | 日本A&L株式会社 | 二次电池电极用粘合剂、二次电池电极用浆料及二次电池电极 |
CN107431194A (zh) * | 2015-04-23 | 2017-12-01 | 日本瑞翁株式会社 | 锂离子二次电池电极用粘结剂组合物、锂离子二次电池电极用浆料组合物、锂离子二次电池用电极以及锂离子二次电池 |
CN104993120A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-10-21 | 田东 | 一种锂离子电池负极浆料及其制备方法 |
WO2020008460A1 (en) * | 2018-07-03 | 2020-01-09 | 3Dbatteries Ltd. | De-flocculant as slurry and epd bath stabilizer and uses thereof |
WO2020088577A1 (en) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | Volt14 Solutions | Binder for battery electrode |
CN110571412A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-12-13 | 东莞市创明电池技术有限公司 | 锂离子电池用硅基负极材料及其制备方法和应用 |
CN110364736A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-22 | 大连恒超锂业科技有限公司 | 一种锂电池负极浆料及其制备方法 |
CN110690421A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-14 | 江苏智航新能源有限公司 | 一种锂离子电池硅基负极浆料及其负极极片的制备方法 |
CN110783578A (zh) * | 2019-10-11 | 2020-02-11 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种燃料电池催化剂浆料的预分散方法 |
CN110707314A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-01-17 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种硅碳复合锂离子电池负极材料及其制备方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114243215A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-25 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 一种涂层浆料及其制备方法以及复合隔膜和锂离子电池 |
CN115832235A (zh) * | 2022-03-17 | 2023-03-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 负极浆料、负极极片、锂离子电池、电池模块、电池包和用电装置 |
CN114709366A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-05 | 大连中比动力电池有限公司 | 一种硬碳负极浆料及其制备方法 |
CN114709366B (zh) * | 2022-03-30 | 2023-07-28 | 大连中比动力电池有限公司 | 一种硬碳负极浆料及其制备方法 |
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