[发明专利]锂离子电池正负极浆料的连续生产工艺和设备

说明书

本发明提供一种锂离子电池正负极浆料的连续化生产工艺和设备，涉及将锂离子电池正负极活性物质、导电剂、粘结剂、溶剂及其它助剂连续加入混合设备并均匀混合以制备正负极浆料，其中所述混合设备为双螺杆挤出机，包括两根旋转的螺杆，其中每根螺杆由芯轴和安装于其上的螺纹元件组合而成；包括机筒，机筒也由多节机筒组合而成并具有独立的温度控制系统；根据工艺需要在特定机筒上设置开口进行抽真空和液体注入的操作。

技术领域

本发明涉及锂离子电池的生产，特别涉及一种锂离子电池正负极浆料的连续化生产工艺和设备。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、无记忆效应、放电电压平稳、循环寿命长等优点，因而自问世以来获得广泛应用。锂离子电池的主要应用领域包括消费类电子产品、动力电池和储能三大领域。近来，随着新能源汽车的飞速发展，锂离子电池在电动汽车和混合动力汽车上的需求不断增长，因此对锂离子电池的生产效率和质量提出了更高要求。

锂离子电池正负极浆料的制备为锂离子电池生产的第一道工序，对最终锂离子电池性能的影响达到30％。传统的间歇式浆料生产工艺存在工序多(如图1和图2所示)、制备周期长、生产效率低等缺点，对于锂离子电池的生产效率构成了挑战。

此外，目前传统的间歇式浆料生产工艺采用真空行星搅拌机和动力混合机进行浆料的混合，存在浆料混合不均匀、粉体颗粒与粘结剂接触不均匀、易分层和沉淀、固含量低等问题，对于锂离子电池的质量一致性造成了困扰。

发明内容

根据以上技术问题，针对传统间歇式浆料生产工艺存在的缺点，本发明提出一种锂电池正负极浆料的连续化生产工艺和设备，具体技术方案如下：

一种锂离子电池正极浆料和负极浆料的连续化生产工艺。所述正极浆料的连续化生产工艺为：将正极活性物质、正极导电剂、粘结剂和溶剂(粘结剂和溶剂也可先混合制备成胶液)及其它助剂连续加入双螺杆挤出机中混合均匀制备正极浆料。所述负极浆料的连续化制备工艺为：将负极活性物质、负极导电剂、粘结剂、增稠剂和溶剂(粘结剂、增稠剂和溶剂也可先混合制备成胶液)及其它助剂连续加入双螺杆挤出机中混合均匀制备负极浆料。

优选地，所述正极浆料的连续化生产工艺步骤如下：

步骤一：启动双螺杆挤出机，挤出机的转速为0-500转，挤出机加工温度控制在50摄氏度以下；

步骤二：将正极活性物质、正极导电剂和粘结剂通过失重式计量称定量连续加入双螺杆挤出机第一区或第二区；

步骤三：将溶剂通过失重式计量称定量连续加入双螺杆挤出机中；

步骤四：通过双螺杆挤出机下游的真空系统对浆料进行真空脱泡；

步骤五：将浆料通过双螺杆挤出机模头挤出；

其中步骤二的粘结剂也可与步骤三的溶剂先行制备成胶液后再定量连续加入挤出机下游。

进一步优选地，所述步骤二中的正极活性物质为锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂中的一种或几种的混合物。

进一步优选地，所述步骤二中的正极导电剂为导电炭黑、超导炭黑、导电石墨、碳纳米管、碳纤维中的一种或几种的混合物。

进一步优选地，所述步骤二中的粘结剂为聚偏氟乙烯。

进一步优选地，所述步骤三中的溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

优选地，所述负极浆料的连续化生产工艺步骤如下：

步骤一：启动双螺杆挤出机，挤出机的转速为0-500转，挤出机加工温度控制在50摄氏度以下；

步骤二：将负极活性物质、负极导电剂、增稠剂、粘结剂通过失重式计量称定量连续加入双螺杆挤出机第一区或第二区；