本發(fā)明屬于鋰離子電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種鋰離子電池漿料及合漿方法。
背景技術(shù)：
：鋰離子電池是一種二次電池(充電電池)，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現(xiàn)代高性能電池的代表。在鋰離子電池漿料中，顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運(yùn)動(dòng)，因此在鋰離子電池生產(chǎn)中各極片材料的漿料的混合分散至關(guān)重要，漿料分散質(zhì)量的好壞，直接影響到后續(xù)鋰離子電池生產(chǎn)的質(zhì)量及其產(chǎn)品的性能。鋰離子電池生產(chǎn)首先需要合漿，即將正極或負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑及溶劑混合在一起，攪拌成漿料；而合漿工藝又是電池制作的重要一環(huán)，對(duì)電池的一致性起到重要作用。漿料的好壞體現(xiàn)在均一性上，同時(shí)影響涂布質(zhì)量，從而影響電池的性能，而目前的合漿方法有攪拌時(shí)間長(zhǎng)、工作效率低，制得的漿料穩(wěn)定性及均勻性差，漿料粘度隨時(shí)間變化較大等缺點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種鋰離子電池漿料及合漿方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中合漿漿料粘度不穩(wěn)定、均一性差，以及合漿工藝效率低等技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一方面，提供一種鋰離子電池合漿方法，包括如下步驟：稱取活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和溶劑，并將所述活性物質(zhì)、所述粘結(jié)劑和所述導(dǎo)電劑干混處理，得干混物料；將30-35wt％的所述溶劑加入所述干混物料中第一次混溶后，進(jìn)行第一次刮料；將35-40wt％的所述溶劑加入所述第一次刮料后的物料中第二次混溶后，進(jìn)行第二次刮料；將剩余的所述溶劑加入所述第二次刮料后的物料中，進(jìn)行第三次混溶，得合漿漿料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鋰離子電池合漿方法的有益效果如下：1.縮短了合漿時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；2.制得的漿料粘度穩(wěn)定，合漿后其粘度隨時(shí)間的變化很??；3.制得的漿料具有很好的均一性，提高了后續(xù)涂布質(zhì)量。本發(fā)明另一方面，提供一種鋰離子電池漿料，所述電池漿料由上述的鋰離子電池合漿方法制得。本發(fā)明提供的鋰離子電池漿料，因上述特有的鋰離子電池合漿方法制得，使得該漿料粘度穩(wěn)定，合漿后24小時(shí)內(nèi)其粘度變化?。磺覞{料質(zhì)量?jī)?yōu)異，漿料的顆粒度顯著低于現(xiàn)有技術(shù)，更有利于后續(xù)涂布工藝。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供一種鋰離子電池合漿方法，該方法包括如下步驟：S01：稱取活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和溶劑，并先將活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑干混處理，得干混物料。S02：將30-35wt％的溶劑加入上述步驟S01的干混物料中，第一次混溶后，進(jìn)行第一次刮料。S03：將35-40wt％的溶劑加入上述步驟S02的第一次刮料后得到的物料中，第二次混溶后，進(jìn)行第二次刮料；S04：將剩余溶劑加入上述步驟S03的第二次刮料后得到的物料中，進(jìn)行第三次混溶，得合漿漿料。本發(fā)明實(shí)施例提供的鋰離子電池合漿方法不僅縮短了合漿時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；而且出料后的漿料粘度穩(wěn)定，合漿后粘度隨時(shí)間的變化很小，提高了漿料均一性。具體地，在上述步驟S01中，干混處理過(guò)程為：在溫度為40-50度，公轉(zhuǎn)速度為6-8轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，攪拌8-10分鐘。溫度可優(yōu)選40度、45度或50度；公轉(zhuǎn)速度可優(yōu)選6轉(zhuǎn)/分鐘、7轉(zhuǎn)/分鐘或8轉(zhuǎn)/分鐘；攪拌時(shí)間可優(yōu)選8分鐘、9分鐘或10分鐘。在優(yōu)選的公轉(zhuǎn)速度、攪拌時(shí)間和溫度條件下，該步驟S01中的粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑能更有效地、均勻地分散在活性物質(zhì)中，得到均勻的干混物料。該良好、均勻的干混物料，更有利于提高后續(xù)混溶工藝中溶劑溶解的效率。具體地，在上述步驟S02中，第一次混溶過(guò)程為：在溫度為40-50度，公轉(zhuǎn)速度為12-15轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，攪拌5-7分鐘。其中，溫度可優(yōu)選40度、45度或50度；公轉(zhuǎn)速度可優(yōu)選12轉(zhuǎn)/分鐘、14轉(zhuǎn)/分鐘或15轉(zhuǎn)/分鐘；攪拌時(shí)間可優(yōu)選5分鐘、6分鐘或7分鐘，且溶劑的量可優(yōu)選30wt％、32wt％或35wt％。在優(yōu)選的溶劑量、公轉(zhuǎn)速度、攪拌時(shí)間和溫度條件下，可使溶劑充分浸潤(rùn)上述步驟S01得到的干混物料中的活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑。此步驟中，先優(yōu)先加入30-35wt％的溶劑，用于適當(dāng)浸潤(rùn)干混物料，更有益于后續(xù)溶劑量的混溶效率發(fā)揮，使最終合漿漿料均勻、粘度穩(wěn)定。具體地，在上述步驟S02中，第一次刮料的時(shí)間為1-2分鐘。刮料時(shí)，用刮料鏟將粘附在攪拌槳與合漿罐上壁沿的干粉團(tuán)刮至合漿罐中，可使加入的干粉在硬煉攪拌階段與溶劑進(jìn)行充分混合，顆粒之間在浸潤(rùn)狀態(tài)下相互摩擦，最終使活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑在微觀狀態(tài)得到充分混合，形成均勻、細(xì)小分散的粘稠狀態(tài)。當(dāng)然，為了使步驟S02的混溶更加充分，在第一次刮料后的物料加入后續(xù)的35-40wt％溶劑前，可先進(jìn)一步將物料在溫度為40-50度，公轉(zhuǎn)速度為12-15轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，攪拌15-20分鐘，然后再刮料1-2分鐘。此次刮料，用刮料鏟將粘附在攪拌槳與合漿罐上壁沿的粘稠漿料團(tuán)刮至合漿罐中，以確保所有粘稠狀的物料在下一步溶劑混溶攪拌工序中，得到充分的稀釋、分散攪拌。通過(guò)此次攪拌和刮料，更有益于后續(xù)溶劑效率發(fā)揮。具體地，在上述步驟S03中，第二次混溶過(guò)程為：在溫度為25-30度，壓強(qiáng)為負(fù)80-85千帊，公轉(zhuǎn)速度為12-15轉(zhuǎn)/分鐘、自轉(zhuǎn)速度為2800-3000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，真空攪拌25-30分鐘。其中，溫度可優(yōu)選25度、28度或30度；壓強(qiáng)可優(yōu)選負(fù)80千帊、負(fù)83千帊或負(fù)85千帊；公轉(zhuǎn)速度可優(yōu)選12轉(zhuǎn)/分鐘、14轉(zhuǎn)/分鐘或15轉(zhuǎn)/分鐘；自轉(zhuǎn)速度可優(yōu)選2800轉(zhuǎn)/分鐘、2900轉(zhuǎn)/分鐘或3000轉(zhuǎn)/分鐘，溶劑的量可優(yōu)選35wt％、38wt％或40wt％。在該優(yōu)選溶劑量、公轉(zhuǎn)速度、自轉(zhuǎn)速度，以及溫度和壓強(qiáng)條件下，真空攪拌25-30分鐘，可以有效防止空氣進(jìn)入正在攪拌的漿料之中形成微小氣泡，從而進(jìn)一步有效地稀釋、分散攪拌物料。在該步驟S03特有的溫度和壓強(qiáng)下，攪拌的物料更能分散均勻，最終有益于提高漿料的粘度穩(wěn)定性。具體地，在上述步驟S03中，第二次刮料的時(shí)間為1-2分鐘，可優(yōu)選1分鐘或2分鐘。此次刮料，用刮料鏟將附著在合漿罐下壁(漿料液面下)與合漿罐底部的少量微小氣泡(氣泡包裹活性物質(zhì)或?qū)щ妱┘?xì)小顆粒)，刮至漿料之中，同時(shí)通過(guò)后續(xù)真空攪拌，使最終得到效稀釋、分散均勻和粘度穩(wěn)定的攪拌漿料。具體地，在上述步驟S04中，第三次混溶過(guò)程為：在溫度為25-30度，壓強(qiáng)為負(fù)80-85千帊，公轉(zhuǎn)速度為12-15轉(zhuǎn)/分鐘、自轉(zhuǎn)速度為2800-3000轉(zhuǎn)/分鐘條件下，真空攪拌25-30分鐘，得合漿漿料；其中，溫度可優(yōu)選25度、28度或30度；壓強(qiáng)可優(yōu)選負(fù)80千帊、負(fù)83千帊或負(fù)85千帊；公轉(zhuǎn)速度可優(yōu)選12轉(zhuǎn)/分鐘、14轉(zhuǎn)/分鐘或15轉(zhuǎn)/分鐘；自轉(zhuǎn)速度可優(yōu)選2800轉(zhuǎn)/分鐘、2900轉(zhuǎn)/分鐘或3000轉(zhuǎn)/分鐘。因前序步驟S02和步驟S03中添加特定量的溶劑，以及結(jié)合特有的工藝參數(shù)，去分散溶解干混物料，又在該步驟S04特有的溫度和壓強(qiáng)下，以及其他各種工藝參數(shù)相結(jié)合的條件下，最終得到均勻穩(wěn)定的漿料。具體地，在本發(fā)明任一實(shí)施例中，該合漿方法中的活性材料的重量份為：70-75份；粘結(jié)劑的重量份為：0.5-1份；導(dǎo)電劑的重量份為0.5-1份；溶劑的重量份為20-25份。其中，活性材料的重量份可優(yōu)選70份、72份或75份；粘結(jié)劑的重量份可優(yōu)選為：0.5份、0.7份、1份；導(dǎo)電劑的重量份可優(yōu)選為：0.5份、0.7份或1份；溶劑的重量份可優(yōu)選為：20份、23份或25份。電池漿料中，增加活性材料的比重，減少粘結(jié)劑量的使用，更有益于后續(xù)電池性能的提高；本發(fā)明實(shí)施例就是在本發(fā)明提供的合漿工藝的基礎(chǔ)上，降低粘結(jié)劑的量，提高活性材料的比重，在該優(yōu)選的各種材料重量份的范圍內(nèi)，使該合漿方法制得的料漿對(duì)最終電池的性能最佳。具體地，在本發(fā)明任一實(shí)施例中，該合漿方法中的活性材料為正極材料或負(fù)極材料，正極材料可以為鎳鈷錳酸鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰中的一種或多種，負(fù)極材料可以為石墨、石墨烯和硅碳中的一種或多種；粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素和丁苯橡膠中的一種或多種；導(dǎo)電劑為乙炔黑、科琴黑、KS-6(一種各向同性的類球形人造石墨)和SuperP(一種導(dǎo)電炭黑)中的一種或多種；溶劑為N-甲基吡咯烷酮和去離子水中的一種或多種。該活性材料、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和溶劑都是合漿工藝材料的常規(guī)選擇，都可以在市場(chǎng)上獲得?？傊?，本發(fā)明實(shí)施例提供的合漿方法，通過(guò)多次刮料、溶劑分三次加入物料中進(jìn)行溶解混溶，并結(jié)合優(yōu)選的公轉(zhuǎn)速度、自轉(zhuǎn)速度、攪拌時(shí)間，以及溫度和壓強(qiáng)等工藝參數(shù)，各步驟之間通過(guò)協(xié)效作用，作為一個(gè)整體技術(shù)方案，最終得到顆粒均一、粘度穩(wěn)定的漿料，提高了漿料質(zhì)量，從而有益于后續(xù)涂布工藝，最終提高了電池的使用性能。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種鋰離子電池漿料，該電池漿料由上述鋰離子電池合漿方法制得。在合漿完成后，對(duì)合漿漿料進(jìn)行粘度測(cè)試，觀察粘度隨時(shí)間的變化；結(jié)果顯示，合漿后24小時(shí)內(nèi)漿料粘度隨時(shí)間的變化很小，具有很好的穩(wěn)定性。本發(fā)明提供的鋰離子電池漿料，因上述特有的鋰離子電池合漿方法制得，使得該漿料粘度穩(wěn)定，漿料質(zhì)量?jī)?yōu)異，漿料的顆粒度顯著低于現(xiàn)有技術(shù)，更有利于后續(xù)涂布工藝，提高電池性能。本發(fā)明先后進(jìn)行過(guò)多次試驗(yàn)，現(xiàn)舉一部分試驗(yàn)結(jié)果作為參考對(duì)發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1本實(shí)施例提供一種鋰離子電池合漿方法，具體包括如下步驟：S11：按重量份計(jì)算，稱取70份活性物質(zhì)、0.5份粘結(jié)劑、0.5份導(dǎo)電劑和20份溶劑，并先將活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑在溫度為40度，公轉(zhuǎn)速度為8轉(zhuǎn)/分鐘條件下，攪拌10分鐘，得干混物料。S12：將30wt％溶劑(即6份溶劑)加入上述干混物料中，在溫度為40度，公轉(zhuǎn)速度為15轉(zhuǎn)/分鐘條件下，攪拌7分鐘，并進(jìn)行2分鐘刮料；進(jìn)一步，將上述刮料后得到的物料在在溫度為40度，公轉(zhuǎn)速度為15轉(zhuǎn)/分鐘條件下，攪拌20分鐘，并進(jìn)行1分鐘刮料。S13：將35wt％溶劑(即7份溶劑)加入上述步驟S12最后刮料后得到的物料中，在溫度為25度，壓強(qiáng)為負(fù)80千帊，公轉(zhuǎn)速度為15轉(zhuǎn)/分鐘、自轉(zhuǎn)速度為2800轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，真空攪拌30分鐘，并進(jìn)行2分鐘刮料。S14：將剩余溶劑(即7份溶劑)加入到上述步驟S13刮料后得到的物料中，在溫度為25度，壓強(qiáng)為負(fù)80千帊，公轉(zhuǎn)速度為15轉(zhuǎn)/分鐘、自轉(zhuǎn)速度為3000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，真空攪拌25分鐘，得合漿漿料。本實(shí)施例還提供一種鋰離子電池漿料，該漿料由上述方法制得。本實(shí)施例1中活性材料可以為正極材料或負(fù)極材料，正極材料可以為鎳鈷錳酸鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰中的一種或多種，負(fù)極材料可以為石墨和硅碳中的一種或多種；粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素和丁苯橡膠中的一種或多種；導(dǎo)電劑為乙炔黑、科琴黑、KS-6和SuperP中的一種或多種；溶劑為N-甲基吡咯烷酮和去離子水中的一種或多種。以上材料都是常規(guī)選擇。實(shí)施例2本實(shí)施例提供一種鋰離子電池合漿方法，具體包括如下步驟：S21：按重量份計(jì)算，稱取75份活性物質(zhì)、1份粘結(jié)劑、1份導(dǎo)電劑和25份溶劑，并先將活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑在溫度為40度，公轉(zhuǎn)速度為6轉(zhuǎn)/分鐘條件下，攪拌8分鐘，得干混物料。S22：將35wt％溶劑(即8.75份溶劑)加入上述干混物料中，在溫度為50度，公轉(zhuǎn)速度為12轉(zhuǎn)/分鐘條件下，攪拌5分鐘，并進(jìn)行1分鐘刮料；進(jìn)一步，將上述刮料后得到的物料在溫度為50度，公轉(zhuǎn)速度為12轉(zhuǎn)/分鐘條件下，攪拌15分鐘，并進(jìn)行1分鐘刮料。S23：將40wt％(即10份溶劑)溶劑加入上述步驟S22最后刮料得到的物料中，在溫度為30度，壓強(qiáng)為負(fù)85千帊，公轉(zhuǎn)速度為12轉(zhuǎn)/分鐘、自轉(zhuǎn)速度為3000轉(zhuǎn)/分鐘條件下，真空攪拌25分鐘，并進(jìn)行2分鐘刮料。S24：將剩余溶劑(即6.25份溶劑)加入到上述步驟S23刮料后得到的物料中，在溫度為30度，壓強(qiáng)為負(fù)85千帊，公轉(zhuǎn)速度為12轉(zhuǎn)/分鐘、自轉(zhuǎn)速度為3000轉(zhuǎn)/分鐘條件下，真空攪拌30分鐘，得合漿漿料。本實(shí)施例還提供一種鋰離子電池漿料，該漿料由上述方法制得。本實(shí)施例2中活性材料可以為正極材料或負(fù)極材料，正極材料可以為鎳鈷錳酸鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰中的一種或多種，負(fù)極材料可以為石墨和硅碳中的一種或多種；粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素和丁苯橡膠中的一種或多種；導(dǎo)電劑為乙炔黑、科琴黑、KS-6和SuperP中的一種或多種；溶劑為N-甲基吡咯烷酮和去離子水中的一種或多種。以上材料都是常規(guī)選擇。性能測(cè)試及對(duì)比例對(duì)實(shí)施例1和實(shí)施例2提供的合漿方法制得的漿料進(jìn)行粘度測(cè)試，并在24小時(shí)內(nèi)觀察其粘度隨時(shí)間的變化，其結(jié)果如下表1顯示。表1測(cè)試時(shí)間實(shí)施例1漿料粘度(mpa.s)實(shí)施例2漿料粘度(mpa.s)合漿完成652964571小時(shí)650164602小時(shí)654064824小時(shí)655265036小時(shí)6601655010小時(shí)6823678114小時(shí)6905685418小時(shí)6950690524小時(shí)7020698024小時(shí)內(nèi)變化率7.5％8.0％上述結(jié)果表明：合漿完成后，漿料粘度在24小時(shí)內(nèi)隨時(shí)間的變化很小(增加7.5％-8％)，具有很好的穩(wěn)定性。同時(shí)，對(duì)傳統(tǒng)合漿方法得到的漿料用相同測(cè)試方式進(jìn)行粘度測(cè)試，其結(jié)果見下表2。從表2中的數(shù)據(jù)可知：傳統(tǒng)合漿方法得到的漿料粘度在24小時(shí)內(nèi)隨時(shí)間的變化非常大，從6650mpa.s增加到9896mpa.s，即粘度增加量為48％，約是本實(shí)施例1和實(shí)施例2的6倍。由此對(duì)比可知，相對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)合漿方法，本實(shí)施例的合漿方法制得的漿料粘度具有更好的穩(wěn)定性。表2同時(shí)，對(duì)實(shí)施例1和實(shí)施例2提供的合漿方法和傳統(tǒng)合漿方法得到的漿料進(jìn)行顆粒性能檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果如表3所示。從表可知，本實(shí)施例提供的制備方法，顆粒度更小，表明該方法制得的漿料中的活性物質(zhì)得到充分分散攪拌，有利于下一工序(涂布)的生產(chǎn)，最終得到更好性能的電池。同時(shí)，本方法保證了生產(chǎn)品質(zhì)固含量更接近于理論固含量，表明本發(fā)明的合漿方法更能減少在合漿過(guò)程中固體活性物質(zhì)的損失；而傳統(tǒng)方法，部分活性物質(zhì)殘留在合漿罐壁與攪拌槳上面，未到合漿漿料之中，從而低于本發(fā)明實(shí)施例的固含量。表3總之，本發(fā)明提供的鋰離子電池合漿方法縮短了合漿時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；該方法制得的漿料粘度穩(wěn)定，具有很好的均一性，提高了漿料質(zhì)量。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3