[發(fā)明專利]電極漿料的分散方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710077097.6
• 申請日: 2007-09-13
• 公開（公告）號: CN101388453A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉付勇;唐贊謙;張華
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市比克電池有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;B01F11/02;B01F3/12;B01F13/10
• 代理公司: 深圳創(chuàng)友專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 丁 銳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固液混合體系的分散方法，尤其是一種可以提高電極漿料分散一致性的電極漿料分散方法。

背景技術(shù)

在鋰離子電池制造過程中，電極漿料的均勻性和一致性在很大程度上影響著電池的電化學(xué)性能。分散體系從本質(zhì)上看是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，要保證固相料在液相分散介質(zhì)中的穩(wěn)定均勻分散并非易事。

以鋰離子電池水性負極漿料為例，它是一個多元分散體系，其中的分散相為石墨、導(dǎo)電劑等固相料，分散介質(zhì)為水、CMC和SBR等組成的液相。石墨是非極性物質(zhì)，不易吸水，也不易在水中分散，被污染的石墨在水中分散后容易重新團聚；導(dǎo)電劑的極性有較大差異；而水、CMC和SBR都是極性物質(zhì)。制備電極漿料時，如果各固體組分不能夠非常均勻地被分散，會使電極漿料的一致性較差，導(dǎo)致制得的電池電化學(xué)性能不穩(wěn)定。目前，電極漿料制備過程中常用的分散方法就是進行簡單的機械攪拌，使用電機驅(qū)動的攪拌槳葉將電極漿料攪拌均勻。這種方法雖然非常簡單，操作方便，但難使電極漿料中的各組分分布均勻，位于死角部位的漿料甚至根本無法攪拌到，也不能徹底消除顆粒團聚。圖1是采用槳葉進行機械攪拌的本公司053448型號電池的負極漿料的掃描電鏡照片，圖中的A、B、C等處為明顯的空洞，有的空洞深度很深、體積較大，表明漿料分散的均勻一致性較差，這對制成的電池的電化學(xué)性能是不利的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可以提高電極漿料的分散一致性的分散方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電極漿料的分散方法，采用超聲波對電極漿料進行分散處理。

采用超聲波對電極漿料進行分散處理，超聲波會在電極漿料中輻射，使電極漿料震動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡，這些氣泡在超聲波傳播形成的負壓區(qū)產(chǎn)生、生長，而在正壓區(qū)迅速閉合，這被稱為超聲波的空化效應(yīng)。在空化效應(yīng)中，微小氣泡閉合時可產(chǎn)生超過1000個大氣壓的瞬間高壓，持續(xù)產(chǎn)生的瞬間高壓，就像一連串小爆炸一樣不斷地對電極漿料形成沖擊，使顆粒間的團聚被打開，各組分均勻地分散開來，可以得到分散一致性較高的電極漿料。

可以將超聲波分散處理和現(xiàn)有技術(shù)中的機械攪拌結(jié)合起來，在采用超聲波進行分散處理之前或之后，對電極漿料進行機械攪拌分散。超聲波分散處理對于消除顆粒團聚具有很大優(yōu)勢，機械攪拌可實現(xiàn)電極漿料的大范圍流動，二者結(jié)合起來將使分散效果和效率更加理想。優(yōu)選的電極漿料分散過程是：在電極漿料涂布之前先進行機械攪拌，再進行超聲波分散處理。

采用超聲波對電極漿料進行分散處理時，電極漿料溫度保持在30℃～40℃。該溫度條件下，超聲波的空化效應(yīng)效果較好。

采用超聲波對電極漿料進行分散處理的時間可以選取為15min～6h；所用的超聲波頻率可以選取為21MHz～60MHz。

本發(fā)明方法適用于電池生產(chǎn)中正、負極漿料的配制過程，也適用于其它固液混合體系的分散。

本發(fā)明電極漿料的分散方法的有益效果是：對電極漿料進行超聲波分散處理，可以利用超聲波空化效應(yīng)使電極漿料消除顆粒團聚，分散均勻；采用超聲波分散處理不存在分散死角。經(jīng)超聲波分散處理的電極漿料涂布后，得到的涂層均勻性較好，有利于提高電池的電化學(xué)性能。

附圖說明

下面通過具體實施方式并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明：

圖1是對比例得到的負極漿料的SEM照片；

圖2是本發(fā)明一種實施方式得到的負極漿料的SEM照片。

具體實施方式

對比例

使用帶攪拌槳葉的攪拌桶對本公司053448型號電池的負極漿料進行分散，電機驅(qū)動攪拌桶的攪拌槳葉對桶內(nèi)的負極漿料攪拌12h，然后將攪拌后的負極漿料涂布在厚度為16μm的鋁箔上。

將上述涂布有負極漿料的鋁箔干燥，對負極漿料層進行SEM分析，圖1為得到的SEM照片。圖1中，A、B、C等處為明顯的空洞，有的空洞深度很深、體積較大，表明漿料分散的均勻一致性較差，這對制成的電池的電化學(xué)性能是不利的。

負極漿料面密度測算：將上述涂布有負極漿料的鋁箔干燥，然后在鋁箔上鉆取12行、7列面積相等的圓形樣片，各行樣片之間的距離相等，各列樣片之間的距離也相等，測定樣片的面積，稱取每個樣片的重量，鋁箔的密度為已知數(shù)據(jù)，根據(jù)圓形樣片的面積計算每個樣片上的圓形鋁箔的重量，用樣片的重量減去圓形鋁箔的重量得到每個樣片上的負極漿料的重量，再除以樣片的面積得到每個樣片上的負極漿料的面密度。各行樣片上的負極漿料面密度的平均值見表一。

表一?對比例樣片的負極漿料面密度