專利名稱：超聲波－機(jī)械攪拌聯(lián)合法制備鋰離子電池電極漿料的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池的制備工藝，具體地說，涉及鋰離子電池生產(chǎn)中制備電極漿料的工藝。
背景技術(shù)：
在鋰離子電池生產(chǎn)過程中，電極漿料的制備是第一步工序。目前國內(nèi)外普遍使用的制漿工藝是將電極活性材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、粘結(jié)劑溶劑等按一定比例加入到攪拌桶內(nèi)，采用機(jī)械攪拌使電極漿料混合均勻。由于常用導(dǎo)電劑碳黑或乙炔黑的顆粒很小，一般在50nm左右，因此很容易生成團(tuán)聚顆粒，而導(dǎo)電劑顆粒團(tuán)聚嚴(yán)重，往往會導(dǎo)致涂布后的電極片在充放電過程中開裂，進(jìn)而引起電池的循環(huán)壽命下降。目前的制漿工藝雖然能對導(dǎo)電劑的分散起一定的作用，但效果不佳。還有一些制漿工藝在漿料形成后采用球磨、膠體磨的方法進(jìn)一步分散導(dǎo)電劑，但效果也不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋰離子電池電極漿料的制備工藝，可實現(xiàn)導(dǎo)電劑在電極漿料中的高度分散，從而提高鋰離子電池的使用壽命及輸出性能。
為此，本發(fā)明提供一種超聲波-機(jī)械攪拌聯(lián)合法制備鋰離子電池電極漿料的工藝，包括以下步驟將粘結(jié)劑與溶劑加入料桶中進(jìn)行機(jī)械攪拌處理，攪拌速度為300～400轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌至粘結(jié)劑完全溶解后加入導(dǎo)電劑，繼續(xù)攪拌0.5～1小時；用液體泵將上述混合液送入流體動力式超聲波發(fā)生器中進(jìn)行超聲處理，液體泵的出口壓力為0.1～2MPa，液體流速為1～40m3，超聲波聲強(qiáng)為180～240dB；經(jīng)超聲處理后的混合液送回料桶內(nèi)繼續(xù)攪拌，使混合液在超聲波發(fā)生器與料桶間循環(huán)作用1～1.5小時；將電池活性材料加入料桶中繼續(xù)循環(huán)作用1.5～2小時后得到混合均勻的電極漿料。
所述電池活性材料可以為電池正極活性材料或電池負(fù)極活性材料。
本發(fā)明采用超聲波與機(jī)械攪拌聯(lián)合法制備鋰離子電池電極漿料，除機(jī)械攪拌外，主要利用流體動力式超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲波空化作用，使團(tuán)聚的導(dǎo)電劑顆粒在短時間內(nèi)分散開，并且已分散開的導(dǎo)電劑在溶劑及粘結(jié)劑的作用下不再發(fā)生重新團(tuán)聚，從而實現(xiàn)了導(dǎo)電劑在電極漿料中的高度分散。這樣就保證了在后續(xù)制作電極的過程中，電極片的內(nèi)部活性材料顆粒能與導(dǎo)電劑顆粒間有很好的接觸，使電極活性材料的利用率大為提高，電池內(nèi)阻得以降低，在縮短電池充放電時間的同時，提高電池的充放電量，從而提高電池的大功率輸出特性。


圖1為采用本發(fā)明制備鋰離子電池電極漿料的裝置示意圖；圖2為由實施例1所得電極漿料涂在鋁箔上的低分辨掃描電鏡圖；圖3為由實施例1所得電極漿料涂在鋁箔上的高分辨掃描電鏡圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實施例1 鋰離子電池用正極漿料的制備工藝如圖1所示，從投料口1將n-甲基吡咯烷酮100kg和聚偏二氟乙烯3kg加入到料桶2中，打開機(jī)械攪拌電機(jī)3，調(diào)節(jié)攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌至聚偏二氟乙烯全部溶解后，將碳黑加入料桶2中繼續(xù)攪拌1小時。接著用液體泵4將上述混合液送入流體動力式超聲波發(fā)生器5中進(jìn)行超聲處理，液體泵的出口壓力為0.5MPa，液體流速為15m3，超聲波聲強(qiáng)為180dB。經(jīng)超聲處理后的混合液送回料桶2內(nèi)繼續(xù)攪拌，使混合液在超聲波發(fā)生器5與料桶2形成的回路間循環(huán)作用1.5小時。最后從投料口1加入LiMn2O4150kg，繼續(xù)循環(huán)作用2小時后得到混合均勻的電極漿料，打開放料閥6即可將電極漿料放出。
實施例2 導(dǎo)電劑在電極漿料中的分散將由實施例1制得的電極漿料涂在鋁箔上，通過掃描電鏡SEM對所制備涂層的表面形貌進(jìn)行了研究。圖2所示為放大200倍時的SEM圖，圖3所示為放大50000倍時的SEM圖。從圖2中可以看出，在電極活性材料LiMn2O4表面覆蓋了一層均勻的導(dǎo)電劑材料碳黑，說明碳黑與LiMn2O4混合得很均勻。在圖3中，具有規(guī)則形狀的大顆粒是電極活性材料LiMn2O4，小顆粒是碳黑，從圖中可以清楚地看到，每個碳黑顆粒是分開的，說明碳黑沒有發(fā)生團(tuán)聚，這證明了采用本發(fā)明可實現(xiàn)導(dǎo)電劑在電極漿料中的高度分散。
實施例3 鋰離子電池用負(fù)極漿料的制備工藝重復(fù)實施例1的步驟，不同點在于將正極材料LiMn2O4換成負(fù)極材料石墨。
權(quán)利要求
1.超聲波-機(jī)械攪拌聯(lián)合法制備鋰離子電池電極漿料的工藝，包括以下步驟將粘結(jié)劑與溶劑加入料桶中進(jìn)行機(jī)械攪拌處理，攪拌速度為300～400轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌至粘結(jié)劑完全溶解后加入導(dǎo)電劑，繼續(xù)攪拌0.5～1小時；用液體泵將上述混合液送入流體動力式超聲波發(fā)生器中進(jìn)行超聲處理，液體泵的出口壓力為0.1～2MPa，液體流速為1～40m3，超聲波聲強(qiáng)為180～240dB；經(jīng)超聲處理后的混合液送回料桶內(nèi)繼續(xù)攪拌，使混合液在超聲波發(fā)生器與料桶間循環(huán)作用1～1.5小時；將電池活性材料加入料桶中繼續(xù)循環(huán)作用1.5～2小時后得到混合均勻的電極漿料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于所述電池活性材料為電池正極活性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于所述電池活性材料為電池負(fù)極活性材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了超聲波一機(jī)械攪拌聯(lián)合法制備鋰離子電池電極漿料的工藝，包括以下步驟將粘結(jié)劑與溶劑加入料桶中進(jìn)行機(jī)械攪拌處理，攪拌速度300～400轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌至粘結(jié)劑完全溶解后加入導(dǎo)電劑，繼續(xù)攪拌0.5～1小時；用液體泵將上述混合液送入流體動力式超聲波發(fā)生器中進(jìn)行超聲處理，液體泵出口壓力0.1～2MPa，液體流速1～40m
文檔編號H01M4/04GK101038963SQ200710097468
公開日2007年9月19日 申請日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者史楊, 楊君, 索琦 申請人:北京翔奧天竺科技有限公司