[发明专利]一种锂离子电池磷酸铁锂正极浆料制备方法

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池磷酸铁锂正极浆料制备方法，将原一次捏合成团所需添加的溶剂调整为分二次及以上加入，并且首次溶剂加入后搅拌方式不同，进行反转以翻动粉料，打散成团的粉料，以降低搅拌阻力，提高溶剂在粉料中的快速扩散；第一份及第二份溶剂的加入量也可再进一步细分为多次，更有利于溶剂在粉料内扩散，小团状粉料通过两次及以上的溶剂分步添加，团状颗粒数量随添加溶剂数量增加后逐步减少形成大团状混合料，捏合效果更佳，设备承受的阻力及损耗更小。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池磷酸铁锂正极浆料制备方法。

背景技术

锂离子电池磷酸铁锂正极浆料制备方式通常分为干法合浆和湿法合浆。其中干法合浆工艺通常采用粉料一次性投入预混后，溶剂分两次或三次加入，第一次加入溶剂将粉料润湿成面团状，利用搅拌设备对其揉搓挤压达到破碎颗粒形成初步的分散状态，此过程通常被称为捏合过程；第二次及第三次加入溶剂后，捏合后的粉料流动性提高，利用搅拌及高速分散得到最终混合均匀的浆料形态。

首次加入溶剂为捏合过程，对最终浆料的分散效果具有显著的影响，溶剂需通过搅拌设备的揉搓逐渐渗透至整个粉料当中，此过程由于初期局部的浸润和其他非浸润区域的存在，设备搅拌过程中承受较大的阻力将局部浸润的区域进行打散和分散至其他未浸润区域，搅拌设备不仅承受较大的搅动阻力，且搅动过程受力不均，极易导致设备电机、搅拌桨的损坏，同时由于局部成团，溶剂被锁住，扩散难度变大，扩散时间变长。

现有干法合浆工艺在合浆过程中通常采用如下步骤(以正极为例)：

(1)粉料包括活性物质、粘结剂、导电剂进行预混合，通常可慢速搅拌和分散同时进行，此过程不加入溶剂；

(2)首次加入一部分溶剂，由于内部阻力较大，无法开启分散，通常只进行慢速搅拌，粉料则逐步成团完成捏合，形成如面团状的浆料形态；

(3)第二次加入溶剂，面团状混合料进一步润湿，流动性提升，内部搅拌阻力降低，通过搅拌和分散，材料分散性得到提升；

(4)第三次加入溶剂，浆料流动性进一步提高，通过搅拌和分散，得到最终分散完成的浆料。

上述过程中，首次加入溶剂为关键步骤，良好的捏合效果能提前完成粉料的分散，后续溶剂加入的目的则主要是为了将其进行稀释，以满足后续浆料涂覆于箔材上具有良好流动性的需求。但首次溶剂加入过程中，由于局部浸润与其他非浸润区域的存在，导致搅拌设备初期需要明显较大的扭矩和电机功率，同时转动过程中受力不均，转速无法提高，并且不能保持恒定，对设备损耗较大，溶剂从局部扩散至整体需要时间也较长，合浆效率受到影响。

目前，干法合浆工艺为解决首次溶剂加入出现的问题，通常做法包括：

(1)提高搅拌设备电机功率及搅拌机构的机械强度，以避免长期搅拌受力较大的问题出现电机过载及搅拌桨变形问题，此方法导致设备投入更高，且依旧无法避免设备磨损问题；

(2)将首次溶剂的加入量提高，以提高局部粉料的溶剂含量，从而提高其流动性，降低搅拌初期阻力大且不均的情况，但此方法易导致初期捏合效果不佳，分散效果较差的问题，尽管通过后续的手段提高分散速度和分散时间进行弥补，但耗时提高，生产效率降低。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种锂离子电池磷酸铁锂正极浆料制备方法，降低合浆过程中由于初期溶剂分布不均匀导致设备搅拌阻力过大的问题，以避免设备损耗，并同时提高溶剂在粉料内渗透的效率，提升合浆效率，从而提高生产效率。

为达到上述目的，充分发挥干法合浆工艺高效的特点，同时，解决设备损耗较大的问题，本发明将首次溶剂加入过程进一步地拆分，溶剂分四步及以上次数进行添加，降低设备搅拌阻力的同时，保证捏合及分散效果；具体所采用的技术方案如下：