專利名稱：一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池作為一種電壓高、比能量高、循環(huán)壽命長、環(huán)保無污染的新型能源，被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備以及電動(dòng)車、儲(chǔ)能設(shè)備方面。隨著鋰離子電池在新能源市場(chǎng)上所占份額越來越大，鋰離子電池技術(shù)的研究者也越來越多，對(duì)鋰離子電池性能及安全的要求也越來越高。其中，電極漿料的均勻性、穩(wěn)定性對(duì)鋰離子電池的性能有很大影響。
對(duì)于鋰離子電池，其主要由正極、負(fù)極和隔膜構(gòu)成。其中負(fù)極包括作為集流體的銅箔和附著在其上的、具有活性的膜層。集流體上膜層的組成為負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑、分散劑和粘結(jié)劑，將其按照一定比例溶解在溶劑中，從而形成負(fù)極涂布用的漿料。目前，負(fù)極漿料的制備方法一般是將粘結(jié)劑、溶劑、導(dǎo)電極和活性物粉料等一次性加入到容器中，然后進(jìn)行攪拌制成漿料，或者通過分多次加入負(fù)極活性物質(zhì)和粘結(jié)劑等物質(zhì)，使用高速攪拌的方法制備漿料。
但是，現(xiàn)有鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法所制備的漿料均勻性和穩(wěn)定性較差， 所需要的時(shí)間較長，同時(shí)需要耗 費(fèi)大量的能源，生產(chǎn)效率低下，大增加了負(fù)極漿料的生產(chǎn)成本，影響了鋰離子電池的廣泛生產(chǎn)普及。
因此，目前迫切需要開發(fā)出一種方法，其可以顯著提高制備鋰離子電池負(fù)極漿料的工作效率，保證負(fù)極漿料的均勻性和穩(wěn)定性，同時(shí)有利于降低生產(chǎn)成本，提高鋰離子電池的性能。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法，其可以顯著提高制備鋰離子電池負(fù)極漿料的工作效率，保證負(fù)極漿料的均勻性和穩(wěn)定性，同時(shí)有利于降低生產(chǎn)成本，最終提高鋰離子電池的性能，適合于規(guī)?；纳a(chǎn)應(yīng)用，有利于提高電池生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
為此，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法，包括以下步驟第一步將導(dǎo)電劑、分散劑和溶劑勻速攪拌，充分溶解形成混合物；第二步在所述混合物中放入粘結(jié)劑溶液，然后進(jìn)行攪拌；第三步在所述混合物中繼續(xù)放入負(fù)極活性物質(zhì)，然后進(jìn)行攪拌；第四步在所述混合物中繼續(xù)放入溶劑，然后均勻攪拌；第五步將所述混合物放置在真空環(huán)境下，最終制備獲得均勻的負(fù)極漿料。
其中，所述導(dǎo)電劑為導(dǎo)電炭黑；所述分散劑為乙醇；所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮 NMP ;所述負(fù)極活性物質(zhì)為人造石墨。
3其中，所述第二步中的粘結(jié)劑溶液的制備步驟為將質(zhì)量比為12 : 88的粘結(jié)劑和溶劑勻速攪拌4小時(shí)，然后放置Γ8小時(shí)，最終制備獲得均勻透明的粘結(jié)劑溶液；
其中，所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯PVDF，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮NMP。其中，在第二步中，所述攪拌操作具體為先以20 40轉(zhuǎn)/分鐘的速度勻速攪拌30分鐘，然后以2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度勻速攪拌30分鐘。其中，在第三步中，所述攪拌操作具體為先以20 40轉(zhuǎn)/分鐘的速度勻速攪拌15分鐘，然后以2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度勻速攪拌15分鐘。其中，在第四步中，所述勻速攪拌的速度具體為2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘，所述勻速攪拌的時(shí)間為I小時(shí)。其中，所述真空環(huán)境的真空度為O. 09兆帕，所述混合物放置在真空環(huán)境下的時(shí)間為2(Γ25分鐘，所述混合物放置在低于45°C的溫度下。其中，在第一步中，所述導(dǎo)電劑、分散劑和溶劑之間的質(zhì)量比為I : 3: 23;
在第二步中，所述混合物和粘結(jié)劑溶液之間的質(zhì)量比為7 8 ；
在第三步中，所述混合物和負(fù)極活性物質(zhì)之間的質(zhì)量比為2 : 3；
在第四步中，所述混合物和溶劑之間的質(zhì)量比為6. 5:1。由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法，其可以顯著提高制備鋰離子電池負(fù)極漿料的工作效率，保證負(fù)極漿料的均勻性和穩(wěn)定性，同時(shí)有利于降低生產(chǎn)成本，最終提高鋰離子電池的性能，適合于規(guī)?；纳a(chǎn)應(yīng)用，有利于提高電池生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。


圖I為本發(fā)明提供的一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法的操作流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。參見圖1，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法，包括以下步驟 第一步將質(zhì)量比為I : 3: 23的導(dǎo)電劑、分散劑和溶劑勻速攪拌，充分溶解形成混合
物；
第二步在所述混合物中放入粘結(jié)劑溶液，所述混合物和粘結(jié)劑溶液之間的質(zhì)量比為78然后進(jìn)行攪拌；
第三步在所述混合物中繼續(xù)放入負(fù)極活性物質(zhì)，所述混合物和負(fù)極活性物質(zhì)之間的質(zhì)量比為2 : 3，然后進(jìn)行攪拌；
第四步在所述混合物中繼續(xù)放入溶劑，所述混合物和溶劑之間的質(zhì)量比為6. 5:1，然后均勻攪拌；
第五步將所述混合物放置在真空環(huán)境下，最終制備獲得均勻的負(fù)極漿料。在本發(fā)明中，在第一步中，所述導(dǎo)電劑為導(dǎo)電炭黑；所述分散劑可以為包含水、乙醇或丙酮中的至少一種，優(yōu)選為乙醇；所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮NMP。在本發(fā)明中，在第一步中，所述勻速攪拌的速度具體為20 40轉(zhuǎn)/分鐘，所述勻速攪拌的時(shí)間為不小于I小時(shí)。在本發(fā)明中，所述第二步中的粘結(jié)劑溶液的制備步驟為
將質(zhì)量比為12 : 88的粘結(jié)劑和溶劑勻速攪拌4小時(shí)，然后放置Γ8小時(shí)，最終制備獲得均勻透明的粘結(jié)劑溶液；其中，所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯PVDF，所述溶劑同樣為N-甲基吡咯烷酮NMP。在本發(fā)明中，在第二步中，所述攪拌操作具體為通過使用攪拌機(jī)，先以20 40轉(zhuǎn)/分鐘的速度勻速攪拌30分鐘，然后以2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度勻速攪拌30分鐘。在本發(fā)明中，在第三步中，所述負(fù)極活性物質(zhì)為人造石墨。在本發(fā)明中，在第三步中，所述攪拌操作具體為通過使用攪拌機(jī)，先以20 40轉(zhuǎn) /分鐘的速度勻速攪拌15分鐘，然后以2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度勻速攪拌15分鐘。在本發(fā)明中，在第四步中，所述勻速攪拌的速度具體為2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘，所述勻速攪拌的時(shí)間為I小時(shí)。在本發(fā)明中，在第五步中，所述真空環(huán)境的真空度為O. 09兆帕(Mpa)，所述混合物放置在真空環(huán)境下的時(shí)間為2(Γ25分鐘，所述混合物放置在低于45°C的溫度下。通過將負(fù)極漿料放置在真空環(huán)境下，通過抽真空，可以減少負(fù)極漿料中的氣泡，使負(fù)極漿料更加均勻，提高負(fù)極漿料的均勻性和穩(wěn)定性。需要說明的是，在本發(fā)明中，所用導(dǎo)電劑、分散劑、粘結(jié)劑和人造石墨均為一次性加入，只是作為溶劑的N-甲基吡咯烷酮分兩次加入。需要說明的是，對(duì)于本發(fā)明所制備的負(fù)極漿料所生產(chǎn)的負(fù)極，其中負(fù)極中各組成部分的質(zhì)量百分比為人造石墨占92%，導(dǎo)電劑和分散劑一起占4%，粘結(jié)劑4%。實(shí)施例I :
將質(zhì)量比為12 : 88的PVDF (作為粘結(jié)劑)和NMP (作為溶劑)混合后以200 600轉(zhuǎn)/分鐘的速度高速攪拌4小時(shí)，形成均勻透明的粘結(jié)劑液體，然后擱置4-8小時(shí)備用；
接著，將質(zhì)量比為I : 3: 23的導(dǎo)電劑、分散劑和NMP溶劑混合在一起，以20 40轉(zhuǎn)/分鐘的速度低速攪拌至少60min ；
然后將最初制備獲得的粘結(jié)劑液體加入上述混合物中，通過使用攪拌機(jī)，先以20 40轉(zhuǎn)/分鐘的速度低速攪拌30min，然后以2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度高速攪拌30min ；接著，繼續(xù)將作為負(fù)極活性物質(zhì)的人造石墨加入上述混合物中，所述混合物和負(fù)極活性物質(zhì)之間的質(zhì)量比為2 : 3，以20 40轉(zhuǎn)/分鐘的速度低速攪拌15min，然后以2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度高速攪拌60min ；
然后，將N-甲基吡咯烷酮溶劑加入第四步的混合物中，所述混合物和溶劑之間的質(zhì)量比為6. 5:1，以2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度高速攪拌60min，并通冷卻水保持負(fù)極漿料溫度在45°C以下；
最終，將負(fù)極漿料所在的環(huán)境抽真空，形成真空環(huán)境，在真空度為O. 09Mpa下維持20min,最終制得均勻的漿料。對(duì)于本發(fā)明提供的一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法，其制備負(fù)極漿料時(shí)的耗費(fèi)時(shí)間短(除去粘結(jié)劑制備時(shí)間，需要大約4小時(shí))，可以降低能耗，減低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高設(shè)備利用率，提高生產(chǎn)效率。另外，本發(fā)明由于先將導(dǎo)電劑和分散劑均勻溶于溶劑中，使得漿料分散比較均勻，而且漿料黏度不會(huì)很高，在涂布過程中不容易出現(xiàn)拉絲拖尾現(xiàn)象。
因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法，其可以顯著提高制備鋰離子電池負(fù)極漿料的工作效率，保證負(fù)極漿料的均勻性和穩(wěn)定性，同時(shí)有利于降低生產(chǎn)成本，最終提高鋰離子電池的性能，適合于規(guī)?；纳a(chǎn)應(yīng)用，有利于提高電池生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步將導(dǎo)電劑、分散劑和溶劑勻速攪拌，充分溶解形成混合物； 第二步在所述混合物中放入粘結(jié)劑溶液，然后進(jìn)行攪拌； 第三步在所述混合物中繼續(xù)放入負(fù)極活性物質(zhì)，然后進(jìn)行攪拌； 第四步在所述混合物中繼續(xù)放入溶劑，然后均勻攪拌； 第五步將所述混合物放置在真空環(huán)境下，最終制備獲得均勻的負(fù)極漿料。
2.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電劑為導(dǎo)電炭黑；所述分散劑為乙醇；所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮NMP ;所述負(fù)極活性物質(zhì)為人造石墨。
3.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述第二步中的粘結(jié)劑溶液的制備步驟為 將質(zhì)量比為12 : 88的粘結(jié)劑和溶劑勻速攪拌4小時(shí)，然后放置41小時(shí)，最終制備獲得均勻透明的粘結(jié)劑溶液； 其中，所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯PVDF，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮NMP。
4.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，在第二步中，所述攪拌操作具體為先以20 40轉(zhuǎn)/分鐘的速度勻速攪拌30分鐘，然后以2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度勻速攪拌30分鐘。
5.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，在第三步中，所述攪拌操作具體為先以20 40轉(zhuǎn)/分鐘的速度勻速攪拌15分鐘，然后以2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘的速度勻速攪拌15分鐘。
6.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，在第四步中，所述勻速攪拌的速度具體為2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘，所述勻速攪拌的時(shí)間為I小時(shí)。
7.如權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述真空環(huán)境的真空度為0. 09兆帕，所述混合物放置在真空環(huán)境下的時(shí)間為2(T25分鐘，所述混合物放置在低于45 °C的溫度下。
8.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，在第一步中，所述導(dǎo)電劑、分散劑和溶劑之間的質(zhì)量比為I : 3: 23; 在第二步中，所述混合物和粘結(jié)劑溶液之間的質(zhì)量比為7 8 ； 在第三步中，所述混合物和負(fù)極活性物質(zhì)之間的質(zhì)量比為2 : 3； 在第四步中，所述混合物和溶劑之間的質(zhì)量比為6. 5:1。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法，包括步驟第一步將導(dǎo)電劑、分散劑和溶劑勻速攪拌，充分溶解形成混合物；第二步在所述混合物中放入粘結(jié)劑溶液，然后進(jìn)行攪拌；第三步在所述混合物中繼續(xù)放入負(fù)極活性物質(zhì)，然后進(jìn)行攪拌；第四步在所述混合物中繼續(xù)放入溶劑，然后均勻攪拌；第五步將所述混合物放置在真空環(huán)境下，最終制備獲得均勻的負(fù)極漿料。本發(fā)明公開的一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法，其可以顯著提高制備鋰離子電池負(fù)極漿料的工作效率，保證負(fù)極漿料的均勻性和穩(wěn)定性，同時(shí)有利于降低生產(chǎn)成本，最終提高鋰離子電池的性能，適合于規(guī)?；纳a(chǎn)應(yīng)用，有利于提高電池生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H01M4/139GK102983306SQ201210564769
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者秦紅蓮, 高飛, 張娜 申請(qǐng)人:天津力神電池股份有限公司