[发明专利]一种车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池电极浆料的制备方法，具体地，涉及一种车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法。

背景技术

锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、绿色环保等诸多优势成为当今国内外电动汽车发展过程中使用最为广泛的能源供给装置，而锂离子电池制造环节中，电极浆料制备的稳定性、均匀性是关系到电池乃至整个电池组性能一致性、稳定性的关键因素，是减少浆料中物质分散不均、团聚、涂布质量不稳引起的电池自放电大、循环不良、电阻异常等问题，提高锂离子电池安全性的重要条件，先进的制浆工艺方法不仅可以提高浆料的稳定性和均匀性，还可以提高材料利用率和作业效率，降低能耗，减少浪费，降低成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于车用动力锂离子电池的电极浆料制备方法，提高浆料的稳定性和均匀性，还可以提高材料利用率和作业效率，简化工艺、降低能耗、减少浪费、节约成本。

为了达到上述目的，本发明提供了一种车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法，其中，该方法包含：步骤1，原材料粉体干燥：将一种或多种电活性物质、导电剂和粘合剂在高温真空环境下分别进行烘烤干燥去除微量水分；所述的导电剂优选为导电碳黑，粘合剂优选为聚偏氟乙烯。所述的电活性物质为正极电活性物质或负极电活性物质，优选为石墨。步骤2，粉料干混处理：将干燥后的原材料各粉体按比例加入一个搅拌罐中，进行搅拌干混处理；步骤3，粉料硬炼混合处理：从搅拌罐加料口向搅拌罐内加入一部分溶剂，进行搅拌，使各粉体在半干态下混合；然后分多次向搅拌罐中加入溶剂，使搅拌罐中各粉体在不同粘度状态下搅拌，由高粘度逐渐转变为低粘度，直至最后将所需溶剂总量全部加入；搅拌过程中当浆料温度较高时，在罐外采用冷却循环水进行降温；溶剂优选为N-甲基吡咯烷酮。步骤4，真空高速分散处理：在搅拌罐中的浆料处于均匀流动状态下时，对搅拌罐内部抽真空处理并保持真空度，持续搅拌；搅拌过程中当浆料温度较高时，采用冷却循环水进行降温。步骤5，检测调整：检测浆料细度和粘度，调整浆料粘度值，浆料配制完成。

上述的车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法，其中，步骤1所述的烘烤干燥，其烘烤温度为电活性物质100~120℃、导电剂100~120℃、粘合剂50~80℃，烘烤时间为10~15min，烘烤时保持真空度低于-0.085Mpa。

上述的车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法，其中，步骤2所述的原材料各粉体，其加入比例为按质量百分比计，包含电活性物质90~94%、导电剂2~4%、粘合剂3~5%。

上述的车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法，其中，所述的步骤2，其中各粉体搅拌干混处理时采用的公转速度为5~10r/min、自转的线速度为3~8m/min，干混处理时间为1~3h。

上述的车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法，其中，所述的步骤3，溶剂总的加入次数为3~5次，第一次加入的溶剂量为总加入量的10%~20%，第二次加入量为总加入量的20~40%，剩余溶剂或一次全部加入或均分为2~3份分别加入。

上述的车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法，其中，所述的步骤3，每次加入溶剂后的搅拌时间分别为0.5~1h。

上述的车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法，其中，所述的步骤3，搅拌时采用的公转速度为10~20r/min，自转的线速度为5~10m/min。

上述的车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法，其中，所述的步骤4，真空高速分散处理时，采用的公转速度为25~35r/min、自转线速度为15~25m/min，处理时间为2~5h，所保持的真空度低于-0.06MPa。

上述的车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法，其中，所述的步骤3和步骤4，搅拌过程中当浆料温度高于30℃时，在罐外采用冷却循环水对搅拌罐进行降温，冷却循环水进水水温控制在15~25℃。

上述的车用动力锂离子电池电极浆料干混硬炼制备方法，其中，所述的步骤5，调整浆料粘度值，使其范围为3500~7000mPa ·s（使用64#转子30rpm进行调整）；浆料细度为≤30μm。