[發明專利]鋰離子電池負極配料工藝

有效

• 申請號: 201110205382.8
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102891282A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 婁勇剛;聞濤;呂循峰;劉勇;沈成龍
• 申請（專利權）人: 湖北駱駝特種電源有限公司
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產權事務所 42218
• 代理人: 何靜月

技術領域

本發明屬于鋰離子電池配料生產工藝，具體涉及負極配料干混處理的改進和高溫處理的添加。

背景技術

隨著電子、航空以及汽車等科技的發展，石油，天然氣等不可再生石化燃料的耗竭、空氣污染和溫室效應等全球性的問題日益受到關注，基于能源技術的發展水平，為了緩解甚至解決這些全球性問題，目前對節能環保移動電源的需求快速增長。由于鋰離子電池具有高電壓、高容量的優點，且循環壽命長、安全性能好，使其在便攜式電子設備、電動汽車、空間技術、國防工業等多方面具有廣闊的應用前景，成為近幾年廣為關注的研究熱點。

鋰離子電池的機理一般性分析認為，鋰離子電池作為一種化學電源是指分別用兩個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負極構成的二次電池，當電池充電時，鋰離子從正極中脫嵌，在負極中嵌入，放電時反之。鋰離子電池所涉及的物理機理，目前是以固體物理中嵌入物理來解釋的，嵌入（intercalation）是指可移動的客體粒子（分子、原子、離子）可逆地嵌入到具有合適尺寸的主體晶格中的網絡空格點上。

良好的配料方法能確保電池在充電時鋰離子能正常嵌入石墨結構層，放電時鋰離子能正常脫嵌進入正極，確保長時間的不停充放電正負極材料晶格不塌陷，確保電池能長壽命正常工作。

現有技術中鋰離子電池負極配料生產工藝時間長，需要十個小時左右，設備利用率低。由于鋰離子電池的需求在不斷增長，因此在保證電池性能的前提下，探求新的生產工藝來提高生產產量以及縮短正負極配料工藝時間尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種配料時間短，設備利用率高和成本率低的鋰離子電池負極配料工藝。

本發明的技術解決方案是：一種鋰離子電池負極配料工藝，其原料重量份配比為：

粘結劑：0.5～1.7；

增稠劑：0～1.3；

導電劑：0.5～0.7；

負極活性物質：44.0～51.0；

溶劑：45.3～55.0；

所述的增稠劑包括：羧甲基纖維素鈉（CMC）；

所述的粘結劑包括：PVA（聚乙烯醇）、PTFE（聚四氟乙烯）、CMC（羧甲基纖維素鈉）、PVDF（聚偏氟乙烯）、SBR（丁苯橡膠）、氟化橡膠，聚氨酯、LA（聚丙烯腈共聚物）；

所述的導電劑：KS（石墨導電劑），SP（碳黑導電劑）；

所述的負極活性物質：NG（天然石墨）、AG（人造石墨）、CG（復合石墨）；

所述的溶劑：去離子水、NMP（N-甲基吡咯烷酮）；

其工序為：?

干料混合一：在攪拌缸中按配方比加入增稠劑、導電劑和1/2配方比重量的負極活性物質，攪拌30±15分鐘；

干料混合二：升起攪拌缸，在工序制得的漿料中加入剩余1/2配方比重量的負極活性物進行低速攪拌10±5分鐘，攪拌完畢后刮料，再次高速攪拌30±15分鐘至漿料均勻；

?添加溶劑分散：在工序制得的漿料中添加所述的溶劑，低速攪拌10±5分鐘，刮料，再次高速攪拌30±15分鐘，保存；

高溫處理：在攪拌設備（自帶添加循環水裝置）的夾套中通入80±5℃循環水使工序制得的漿料升溫至80±5℃，高速攪拌45±5分鐘；或者將工序制得的漿料在80±5℃高溫下烘烤45±5分鐘，再繼續高速攪拌60±15分鐘，對攪拌缸的夾套中通入冷卻水使漿料冷卻至45~60℃，保存；

加入粘結劑：取工序制得的漿料加入配方比重量粘結劑，高速攪拌60±15分鐘，對攪拌缸的夾套中通入水使漿料冷卻至25~45℃，保存。

所述工序還包括顆粒篩選：對工序制得的漿料進行粘度測試，粘度合格后對漿料進行過篩，除去大顆粒以防涂布時造成斷帶。

本發明所述增稠劑用量為0.5～1.0份，重量份。

當本發明所述原料粘結劑為聚丙烯腈共聚物時，增稠劑用量可以為0。?

本發明所述的低速攪拌速度為公轉15±5HZ、自轉10±2HZ；高速攪拌速度為公轉35±5HZ、自轉30±5?HZ。

本發明工序中所述的刮料具體操作是把攪拌缸壁濺起漿料和攪拌機上的剩余漿料用刮料板刮到攪拌缸里。

本發明除干料混合工序外其他工序攪拌及靜置保存均在真空下進行。