[发明专利]一种锂离子电池浆料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池浆料的制备方法。

背景技术

随着锂离子电池行业的发展，水溶性粘结剂的使用越来越广泛，尤其在负极浆料的制备中，水溶性粘结剂的使用较多。它不仅在使用过程中对环境的要求低，而且根据一些报道使用水溶性浆料制作的电池在性能上并没有明显的差别。同时水溶性粘结剂与PVDF正极用粘结剂相比不容易发生反应释放HF造成电池容量损失或发生安全问题，其安全性更高。

目前常用的水溶性粘结剂多采用CMC和SBR混合使用。CMC是高分子化合物，易溶于水和极性溶剂，可以保持浆料的均匀度，避免沉降；SBR是小分子线性链状乳液，易溶于水和极性溶剂，可以保证浆料牢固的粘结在载流体上。实际使用中二者的添加量都较小，一般是先制好CMC胶液，用CMC胶液把浆料搅拌均匀后加入SBR。在使用过程中一些参数的控制需要得到关注，有些参数可以加速匀浆的效果，有些参数则关系的浆料的成分稳定性和制浆的成败。然而在实际的使用过程中由于量比较大，一些细小的问题可能会被掩盖，但是这些问题确实可能影响到浆料的质量，例如不同时期抽真空的参数、浆料的搅拌速度等。

发明内容

本发明提供了一种锂离子电池浆料的制备方法，能够使得到的浆料成分更加稳定，质量更高。

一种锂离子电池浆料的制备方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

(1)胶液制备：

制胶前将制胶设备清洗干净并用压缩空气吹干，然后将去离子水和CMC按120：1～120：4的比例加入搅拌罐中，打开公转进行低速搅拌，控制转速不大于15r/min，当粘结剂全部润湿后同时打开自转进行搅拌，控制搅拌速度15r/min，之后逐步提高公转至50r/min，提高自转至1000r/min，当所有的CMC均匀的溶入水中形成透明胶状液体时，进行不超过60min的抽真空搅拌排出胶液中的气体，排气完成后将胶液取出待用；

(2)浆料制备：

将浆料罐用去离子水清洗干净并用压缩空气吹干，然后向浆料罐中按100：2～100：8的比例加入石墨和导电剂进行低速公转搅拌，控制转速不大于10r/min，搅拌15～60分钟后加入提前制备好的胶液，需要加入的胶液总量为石墨和导电剂总和的1.0～1.3倍，加胶后开始低速公转搅拌，控制搅拌速度为5～15r/min，等到干粉全部被润湿后同时打开自转搅拌，转速为15r/min，然后逐步加快搅拌速度，但是公转不大于60r/min，自转不大于1500r/min，待浆料搅拌均匀后进行粘度测试，要求粘度在1000-2500cps，如果粘度合格则加入与CMC相同量的SBR粘结剂，加入SBR粘结剂后进行低速公转搅拌，控制搅拌速度为15～25r/min，搅拌时间0.5-1.5小时；

(3)出料：

出料前对得到的浆料进行抽真空处理，方式为一边低速公转搅拌，控制搅拌速度为15～30r/min，一边抽真空，当达到真空度时停止抽真空并保持真空状态继续进行搅拌，直至浆料中的空气被充分排出后出料，出料时将浆料用小于150目的砂网过滤即可。

步骤(1)中出胶前要进行抽真空排气，抽真空排气时使真空度>-0.095MPa。

步骤(3)中出料前需要进行抽真空排气，控制真空度<-0.085MPa，排气时间为20～60分钟。

本发明方法是通过对电池浆料制备过程中的参数进行控制来实现的，经过试用证明，得到的浆料成分更加稳定，质量也更高。

具体实施方式

实施例1：

将匀浆设备清理干净，向浆料罐中加入1.5Kg的去离子水，并加入20gCMC干粉，使用15r/min的公转进行低速搅拌，15分钟后进行刮料，然后使用公转30r/min、自转500r/min继续搅拌。1小时后将转速升至公转50r/min、自转1000r/min，待胶液中无结块、完全透明时进行抽真空排气(一直抽真空，真空度始终大于-0.095MPa)，排气后将胶液倒入容器中存放。

将浆料罐清理干净，向浆料罐中加入石墨1Kg、导电剂32g进行低速干混，公转转速为10r/min，时间为20分钟，然后向罐中加入900g的胶液进行搅拌，公转转速15r/min、自转为0。搅拌20分钟后进行刮料，向浆料罐中加入390g剩余的胶液继续搅拌(公转50r/min、自转500r/min)，半小时后将自转升至1500r/min直至浆料搅拌均匀，测试浆料的粘度，将粘度调整至1500～2000cps，加入16g SBR，采用低速搅拌(公转15r/min)30分钟。