[发明专利]一种快速溶解羧甲基纤维素钠的方法

说明书

本发明公开了一种快速溶解羧甲基纤维素钠的方法，通过碳酸乙烯酯(EC)首先浸湿分散羧甲基纤维素钠，再溶于去离子水中，与传统的方法相比，本发明不仅缩短搅拌时间还可以增强羧甲基纤维素钠的分散效果，最终实现增强其助悬、增稠的作用。同时EC不仅是对电池友好的电解质溶液，还是部分负极“一液型”Binder的增塑剂，由于其沸点较高，在浆料涂布过程中能够保证极片干燥阶段的均匀性，避免表面层快速的“结壳”现象，进而改善极片干燥开裂问题，可以提高干燥时烘箱温度和风频，大大提高涂布速率。

技术领域

本发明属于锂离子电池制备技术领域，具体涉及一种快速溶解羧甲基纤维素钠的方法，具体涉及一种在锂离子电池负极材料制备时，快速溶解羧甲基纤维素钠的方法。

背景技术

羧甲基纤维素钠(Carboxy methyl cellulose sodium，简称CMC)，为乳白色纤维状粉末及颗粒，溶解在水中成透明胶状液。在锂离子电池制备过程中，常被作为锂离子电池负极材料不可或缺的粘合剂、助悬剂、增稠剂。锂电负极浆料配方主要由碳粉、导电剂、CMC、丁苯橡胶(SBR)和去离子水。碳粉和导电剂均不溶于去离子水中，靠CMC分散。CMC对碳粉和导电剂的分散起着至关重要的作用。

CMC溶解的效果直接影响到负极浆料的分散效果。行业内的实际案例和研究表明，以CMC和SBR为负极粘结剂的体系浆料，颗粒问题大多数跟CMC的分散效果相关。

CMC常规溶解方法有两种：一是将CMC粉均匀撒在去离子水上搅拌或研磨；二是将CMC粉均匀撒在去离子水上，放置一段时间，使其自然吸水膨胀后再搅拌；这两种方法实际操作起来费时费力，很难达到理想的分散效果，因为 CMC粉末具有很强的吸湿性，最先接触到去离子水的CMC分子吸水膨胀后具有很强的粘合力，他们随即粘附在没有接触水的CMC粉末周围，形成内干外湿的颗粒，后期将其均匀分散开很难，需要高速搅拌分散很长时间，才能将颗粒分散开。但是由于长时间高速的搅拌预混液的粘稠度减弱，助悬和增稠的作用也将会明显降低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种快速溶解羧甲基纤维素钠的方法，通过碳酸乙烯酯(EC)首先浸湿分散羧甲基纤维素钠，再溶于去离子水中，与传统的方法相比，本发明不仅缩短搅拌时间还可以增强羧甲基纤维素钠的分散效果，最终实现增强其助悬、增稠的作用。同时EC不仅是对电池友好的电解质溶液，还是部分负极“一液型”Binder的增塑剂，由于其沸点较高，在浆料涂布过程中能够保证极片干燥阶段的均匀性，避免表面层快速的“结壳”现象，进而改善极片干燥开裂问题，可以提高干燥时烘箱温度和风频，大大提高涂布速率。

本发明采取的技术方案为：

一种快速溶解羧甲基纤维素钠的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将羧甲基纤维素钠与碳酸乙烯酯混合，搅拌均匀制备得到羧甲基纤维素钠的碳酸乙烯酯的溶液；碳酸乙烯酯与NMP和乙醇相比，除了可以避免NMP 导致的浆料团聚、乙醇有闪电危险的问题以外，EC还是电池友好型添加剂，同时其为电解液成分之一，即使残留不会对电池性能有危害；此外EC在阳极浆料中还可以改善极片干燥时开裂问题；

(2)羧甲基纤维素钠的碳酸乙烯酯的溶液加入到水中，在负压下进行搅拌。

进一步地，步骤(1)中，所述羧甲基纤维素钠与碳酸乙烯酯的质量之比为1：2～3，以保证羧甲基纤维素钠被碳酸乙烯酯充分润湿，但是碳酸乙烯酯的用量不能过多，否则会影响锂离子电池负极材料制备时原料的配比及负极材料涂布时的单位面积的重量。

步骤(2)中，所述羧甲基纤维素钠的碳酸乙烯酯的溶液与水的质量之比为1：20～30。

步骤(2)中，所述水为去离子水。

步骤(2)中，所述负压的压力为-50KPa，这样可增加CMC粉末表面空气的脱离，增加浸湿，增加其在水中的溶解性。