[发明专利]一种锂离子二次电池浆料分散性的评估方法

说明书

本发明涉及锂离子电池生产技术领域，具体涉及一种锂离子二次电池浆料分散性的评估方法。本发明提供的锂离子二次电池浆料分散性的评估方法，其通过粘结剂在高温下的失重比来表征浆料的分散性。本发明通过监测浆料烘干后粉料的失重比，即可得知吸收粘结剂的导电剂在浆料中的分散性，或是粘结剂在无导电剂的浆料(主材)中的分散情况。相比传统浆料粘度测试方法，本发明通过测试浆料粉末中粘结剂高温失重比评价浆料分散性的方法具有更精确性的优点。同时本发明所述方法适用性更广，不仅适用于多种材料的配料过程的浆料分散性评价，而且也适用于不含导电剂的浆料分散性评价。

技术领域

本发明属于锂离子电池生产技术领域，具体涉及一种锂离子二次电池浆料分散性的评估方法。

背景技术

锂离子二次电池在使用过程中常以串并联方式连接，以应对使用设备的电压与电流要求。如果电池一致性较差，很容易出现串联电池间的反充电现象——被反充电的电池负极铜箔溶解并逐步沉积于正极极片之上，造成被充电电池内阻逐渐增大，电池使用发热严重。而电池过热容易引起电池起火爆炸，有很大的风险。因此，电池一致性是电池性能的重要指标之一。

影响电池一致性的主要因素是由于原材料与生产制程量较大而导致浆料分散性差，因此有效评估浆料的分散性可作为判断电池一致性的有效手段。

目前，评价浆料分散性的传统方法是通过测试浆料的粘度大小加以判定的，然而由于温度、设备差异、浆料的固含量等会影响浆料粘度大小，导致了现有评价结果准确性较低。

专利CN106018699B公布了一种快速评估锂离子电池浆料分散性的方法，该方法利用了各材料含碳元素在浆料中分散均匀性的不同导致所取样品的含碳量差异的原理，通过各取样中碳元素含量的标准差大小评价浆料的分散性。然而，碳元素含量的标准差实质上对应的是碳元素在浆料中的分散情况，并不能完全反映出该碳元素所属材料在浆料中分散情况，例如对于负极材料为石墨的浆料，其中石墨与导电剂同为碳元素，仅通过碳元素含量标准差是无法判断负极石墨和导电剂在浆料中的分散情况。

发明内容

本发明提供一种锂离子二次电池浆料分散性的评估方法，其通过粘结剂在高温下的失重比来表征浆料的分散性。

本发明研究发现，在含有导电剂的浆料的制备工序中，粘结剂会被导电剂大量吸收；而在无导电剂的浆料的制备工序中，粘结剂会被主材大量吸收；基于此，本发明提出利用主材和导电剂的高温下稳定、而粘结剂高温下易分解的规律，通过监测浆料烘干后粉料的失重比，即可得知吸收粘结剂的导电剂在浆料中的分散性，或是粘结剂在无导电剂的浆料(主材)中的分散情况。

本发明所述方法适用性广，满足目前一些大厂对于无导电剂的磷酸铁锂浆料、三元材料浆料、锰酸锂浆料、钴酸锂浆料的分散性评判需求；同时该方法还解决了因不同材料碳元素含量相近而无法有效评判浆料分散性的问题，如以石墨为负极主材的浆料分散性评价。

本发明所述方法适用于含有本领域常用粘结剂的浆料。只要能够保证粘结剂与主材、导电剂具有显著的高温稳定性差异即可通过本发明所述方法判断浆料的分散性。根据本发明的一些实施例，所述粘结剂为PVDF或者CMC。PVDF在316℃发生热分解，CMC在322℃发生热分解，相比通过乙炔气体2000℃裂解得到的导电剂，采用该粘结剂更有利于降低检测能耗，方便操作的优点。

本发明所述的失重比通过热重分析法获得。具体温度根据浆料中各材料在高温下稳定性而确定。

根据本发明的一些实施例，所述浆料由磷酸铁锂：PVDF按质量比96-97：3-4组成，对应的热重分析的温度为500-510℃。

根据本发明的一些实施例，所述浆料由三元镍钴锰：PVDF：导电炭黑按质量比96-97：1-2：1-2组成，对应的热重分析的温度为500-510℃。