[发明专利]一种锂离子电池正极浆料、其匀浆方法及用途

说明书

本发明提供了一种锂离子电池正极浆料、其匀浆方法及用途，所述的匀浆方法包括：在搅拌过程中，依次加入导电剂粉末和粘结剂粉末，同时以喷淋的形式加入部分溶剂，再将正极材料粉末加入，同时以喷淋的形式加入剩余的溶剂，制备得到所述的锂离子电池正极浆料。本发明通过将导电剂、粘结剂和正极材料均以粉末的形式加入，并且在加入粉末的同时喷淋溶剂，不断喷洒加入的溶剂与粉体边加边搅拌，不断揉合使粉体搅拌分散均匀，在本发明优选范围内，所述锂离子电池正极浆料的粘度为15000～22000mpa·s，平均细度为4～8μm时，从投料到出料总耗时约3.5h，缩短搅拌时间，节约成本。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及锂离子电池正极浆料，尤其涉及一种锂离子电池正极浆料、其匀浆方法及用途。

背景技术

磷酸铁锂圆柱电池正极粘结剂大多采用PVDF5130，浆料制备之前，需要将正极粘结剂PVDF5130与溶剂NMP溶解形成胶液，再制备正极浆料。制备工艺大多是将粘结剂与溶剂先混合形成胶液，再与其他物料按不同顺序、不同质量一份一份的加入搅拌缸搅拌，完成浆料制备。

但是采用上述方法存在以下缺点：1)PVDF5130正极粘结剂先要制备成胶液，工艺繁琐，占地面积大，耗时长；2)PVDF5130胶液参与制备的磷酸铁锂正极浆料粘度波动大不稳定，且浆料固含量低只有59％左右，涂布烘干过程蒸发溶剂能耗大；3)搅拌缸加入大量溶剂和粉料以及胶液后，粉料被胶液包裹，浸润不充分，粉料搅拌不开，分散不均匀，制备的正极片刚性大，不柔软，极片冷压易开裂断带；4)搅拌不充分导致搅拌缸内壁和搅拌桨上层易形成的厚厚的半干半湿料层，粘接在搅拌缸内壁或搅拌桨上层，无法搅拌分散开，需要手工刮缸；5)一份一份的加料顺序，从投料到出料包括加料时间约6h，匀浆耗时长，增加制造成本。

CN107910546A公开了一种锂离子电池正电极用均匀浆料制备方法，包括：1)按重量份数称取原料：正极三元材料85～95份、粘结剂聚偏氟乙烯2～10份、导电碳黑粉末0.5～5份和表面活性剂0.1～5份；2)量取有机溶剂；3)把称取的粘结剂聚偏氟乙烯粉末，溶解于量取的有机溶剂中，搅拌1～5h，获得PVDF溶液；4)把称取的导电碳黑粉末、加入到步骤配制好的PVDF溶液中，搅拌1～10小时，制备得到导电胶；5)把NCM干粉加入步骤4)制备得到的导电胶中，并加入余下的有机溶剂，加入表面活性剂，搅拌，获得锂离子电池正电极用均匀浆料。该发明通过对制备工艺进行了调整和改进，制得的浆料可以极大提高锂电池的性能。但是其存在匀浆时间久的问题。

CN111834623A公开了一种锂离子电池硅系负极浆料的匀浆方法，包括：将纯硅系负极材料、稀释好的PAA类粘结剂胶液、导电材料加入至双行星搅拌器中，高速搅拌；倒入石墨粉末，搅拌使石墨均匀润湿；加入PAA类粘结剂胶液将浆料固含量调整至60wt％～65wt％，搅拌浆料进行捏合；加入PAA类粘结剂胶液或去离子水将浆料粘度调整至3000～9000mPa·s；加入丁苯橡胶(SBR)分散液，慢速搅拌搅拌均匀。但是其存在溶剂与粉末浸润不充分，匀浆时间久等问题。

CN103230748A一种电极浆料的混合方法，包括：1)首先将需要混合的粉末状原料加入到浆料搅拌装置中进行干混形成均匀的粉末状浆料；2)然后通过管道自动加入一定量的去离子水进行湿混，使粉末状干料均匀的分散在去离子水中；3)加入PTFE溶液，快速搅拌直到浆料达到设定粘度后进入下一生产工序。该发明使浆料混合更加均匀，性能更优良。但是其依然存在溶剂与粉末浸润不充分，匀浆时间久等问题。

现有匀浆方法均存在匀浆时间长和浸润不充分等问题，因此，如何在保证匀浆方法具有操作简单的情况下，还具有匀浆时间短和浸润充分等特点，成为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极浆料、其匀浆方法及用途，通过依次将导电剂粉末、粘结剂粉末和正极材料粉末加入，并结合溶剂喷淋，解决粉末与溶剂搅拌不均匀，半干半湿料层堵塞过滤网等问题，简化加料工艺，节约搅拌时间和成本。