[发明专利]一种水系锰酸锂浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池制作原料，具体涉及一种水系锰酸锂浆料及其制备方法。

背景技术

由于目前锰酸锂浆料油性体系制备工艺存在溶剂成本高、环境污染大、极片长期暴露在空气中受水分的影响较大导致电池性能恶化等缺点。而水系制备工艺存在生产成本低、对环境无污染、浆料受外界环境影响小等优点备受广大锂电池制造商的青睐。然而，由于导电剂疏水亲油的性质，采用水系环境进行制备该浆料时，存在导电剂容易团聚，分散效果不佳，制备的浆料的用于涂布极片时均匀性和一致性效果并不理想，容易剥离。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种水系锰酸锂浆料及其制备方法，该方案能够实现在利用水系环境下降低生产成本减少环境污染的情况下提高浆料的稳定性和一致性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种水系锰酸锂浆料，包括去离子水和按重量份数计算的以下成分：

进一步地，上述的水系锰酸锂浆料，所述水性粘结剂为GR01水性粘结剂；按重量份数包括：

进一步地，上述的水系锰酸锂浆料，所述石墨导电剂为KS-6型石墨导电剂。

进一步地，上述水系锰酸锂浆料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将水性粘结剂与适当量的去离子水混合，混合搅拌，配置成均匀的胶液；

(2)碳黑导电剂和石墨导电剂预先混合均匀，再将混合物分至少两次向步骤(1)的胶液中加入，非最后一次加入后进行预搅拌，最后一次加入后，启动正式搅拌；

(3)将锰酸锂分3～4次加入到步骤(2)所得的浆液中，每次加入后预搅拌10～15min，全部加完后正式搅拌2～3h；

(4)测试浆料粘度，若浆料粘度需要调整，则加入适量的去离子水，调整后搅拌15～30min，出料过筛即可。

进一步地，上述水系锰酸锂浆料的制备方法，步骤(1)中搅拌采用双行星混合机，采用先以公转转速10±2r/min、分散转速600～800r/min的条件搅拌5～10min，而后采用公转转速为30±2r/min、分散转速为1200～1500r/min的条件搅拌20～30min。

进一步地，上述水系锰酸锂浆料的制备方法，所述步骤(1)的胶液中，水性粘结剂的固含量为18～20％，pH值为7～8。

进一步地，上述水系锰酸锂浆料的制备方法，步骤(2)中预搅拌和正式搅拌均采用双行星混合机，所述的预搅拌的工艺条件为公转转速为15±2r/min，分散转速为800～1000r/min，搅拌时间为10～20min；正式搅拌的工艺条件为公转转速为40±2r/min，分散转速为1800～2000r/min，搅拌时间约为2～3h。

进一步地，上述水系锰酸锂浆料的制备方法，步骤(3)中预搅拌和正式搅拌均采用双行星混合机，所述预搅拌的工艺条件为公转转速为18±2r/min，分散转速为1100～1300r/min；所述正式搅拌的工艺条件为公转转速为50±2r/min，分散转速为2200～2500r/min。

进一步地，上述水系锰酸锂浆料的制备方法，步骤(3)中，待锰酸锂全部加入后及时刮动搅拌桶壁上和底部未分散开的锰酸锂的干料，保证浆料湿润。

进一步地，上述水系锰酸锂浆料的制备方法，步骤(2)中，碳黑导电剂和石墨导电剂分两次向步骤(1)的胶液中加入，每次加入的碳黑导电剂的量和每次加入的石墨导电剂的量之和为碳黑导电剂和石墨导电剂总量的二分之一。

本发明的有益效果在于：

1、水系环境，成本低较油性环境低，制备过程不产生污染；

2、采用粘结剂为复合水性粘结剂，主要成分为明胶溶液、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺，各成份产生协同作用，极大改善极片的柔韧性，分散时间短，形成的液体环境均匀稳定；

3、通过多次少量加入导电剂的方式进行制备，可多次低速搅拌，有助于减少导电剂在水性体系中团聚，使得导电剂快速均匀混合；

4、本发明的浆料稳定性与一致性好，极片的柔韧性与粘结性佳，剥离强度高。

附图说明

图1为本发明具体实施例1制备的浆料中固体含量变化曲线图。

图2为本发明具体实施例2制备的浆料中固体含量变化曲线图。

图3为本发明具体实施例3制备的浆料中固体含量变化曲线图。

图4为对照例1制备的浆料中固体含量变化曲线图。

图5为对照例2制备的浆料中固体含量变化曲线图。