[發(fā)明專利]鋰離子動力電池負(fù)極干混配料工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110205831.9
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102891283A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 婁勇剛;劉勇;聞濤;沈成龍;周華成
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北駱駝特種電源有限公司
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139;H01M4/62
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42218
• 代理人: 何靜月

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池配料生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

隨著電子、航空以及汽車等科技的發(fā)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(yīng)等全球性的問題日益受到關(guān)注，基于能源技術(shù)的發(fā)展水平，為了緩解甚至解決這些全球性問題，目前對節(jié)能環(huán)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(yōu)點(diǎn)，且循環(huán)壽命長、安全性能好，使其在便攜式電子設(shè)備、電動汽車、空間技術(shù)、國防工業(yè)等多方面具有廣闊的應(yīng)用前景，成為近幾年廣為關(guān)注的研究熱點(diǎn)。

鋰離子動力電池尤其是純電動汽車電池、電動摩托車電池、電動自行車電池、儲能電池等高能量高功率電池是我們的重點(diǎn)發(fā)展趨勢，然而每組產(chǎn)品都是以多個(gè)單體電池通過并、串組合而成，因此要求單體電池的一致性非常高，也就是要求單極片均勻，換句話說就是要求混料均勻。

目前狀況：1）因?yàn)樨?fù)極材料粒徑較大難分散，所以負(fù)極極片容易出現(xiàn)顆粒，劃痕、暗痕等現(xiàn)象，而動力電池在疊片過程中極片面積大，所以對負(fù)極配料均勻要求更加嚴(yán)格。假如極片表面出現(xiàn)顆粒、劃痕、暗痕等，這樣在充放電過程中極易導(dǎo)致極片析鋰，一旦析鋰，容易導(dǎo)致電池短路，循環(huán)壽命下降和電池自放電嚴(yán)重等問題，最終導(dǎo)致成組電池充放電過快，使用時(shí)間短，嚴(yán)重會導(dǎo)致電池過充放甚至起火、爆炸等；

2）目前鋰離子電池負(fù)極配料工藝時(shí)間需要十個(gè)小時(shí)以上，時(shí)間太長，導(dǎo)致設(shè)備利用率低；

3）極片容易出現(xiàn)氣泡。

發(fā)明內(nèi)容

?本發(fā)明的目的在于提供一種配料時(shí)間短、混料均勻和漿料無氣泡、設(shè)備利用率提高、成本率減少的鋰離子動力電池負(fù)極干混配料工藝。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：原料重量份配比如下：

增稠劑：0.5～0.8；?粘結(jié)劑：1.0～1.3；導(dǎo)電劑：0.5～0.7；負(fù)極活性物質(zhì)：31.8~46.0；溶劑：?49.9～65.3；添加劑：0.9～1.3。

所述增稠劑包括羧甲基纖維素鈉；

所述粘結(jié)劑包括：PVA(聚乙烯醇)、PTFE（聚四氟乙烯）、CMC（羧甲基纖維素鈉）、聚烯烴、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)等；

所述導(dǎo)電劑包括KS（石墨導(dǎo)電劑），SP（碳黑導(dǎo)電劑）；

所述負(fù)極活性物質(zhì)：NG（天然石墨）、AG（人造石墨）、CG（復(fù)合石墨）；?

所述溶劑：H₂O（去離子水）；

所述添加劑：PVP（聚維酮/聚乙烯基吡咯烷酮）、NMP（N-甲基吡咯烷酮）。

本發(fā)明的工序?yàn)椋?/p>

①加料：在攪拌缸中加入配方比重量的增稠劑和配方比重量的90.0wt%?溶劑；

②膠液分散：啟動攪拌機(jī)，先低速攪拌20±5分鐘，刮料，啟動冷卻循環(huán)水裝置，接著高速攪拌120±30分鐘至漿料均勻，保存；

????③干混（初混漿料）：取另一攪拌機(jī)，加入配方比重量導(dǎo)電劑和配方比重量負(fù)極活性物質(zhì)，并在攪拌設(shè)備加料完后進(jìn)行低速攪拌30±15分鐘；

④混料分散：在工序③所得初混漿料中加入工序②所得膠液，先低速攪拌30±15分鐘，刮料，再繼續(xù)高速攪拌120±15分鐘，對攪拌缸的夾套通入冷卻水使?jié){料冷卻至45~60℃，保存；

⑤粘度劑分散：在工序????????????????????????????????????????????????所得漿料中加配方比重量的粘結(jié)劑和10%的剩余溶劑，低速攪拌60±15分鐘，對攪拌缸的夾套通入冷卻水使?jié){料冷卻至25~45℃，保存；

???⑥加入添加劑：在工序所得漿料中加入添加劑，低速攪拌60±15分鐘，對攪拌缸的夾套通入冷卻水使?jié){料冷卻至25~45℃，保存；

????⑦逆向攪拌：在工序完成漿料進(jìn)行逆時(shí)針低速攪拌30±15分鐘，保存。

⑧顆粒篩選：對工序⑦制得的漿料進(jìn)行粘度測試，粘度合格后對漿料進(jìn)行過篩，除去大顆粒以防涂布時(shí)造成斷帶。

本發(fā)明的工序中所述的低速攪拌速度為公轉(zhuǎn)15±5HZ、自轉(zhuǎn)10±2HZ；高速攪拌速度為公轉(zhuǎn)35±5HZ、自轉(zhuǎn)30±5?HZ。

本發(fā)明的工序、④中所述的刮料具體操作是把攪拌缸壁濺起漿料和攪拌機(jī)上的剩余漿料用刮料板刮到攪拌缸里。

本發(fā)明的工序除③加料和干混（初混漿料）工序外其他工序攪拌及靜置保存均在真空下進(jìn)行。

當(dāng)兩物體相互接觸達(dá)到緊密的界面分子接觸狀態(tài)時(shí)，將直接生成新的界面層，兩物體接觸界面產(chǎn)生附著力，附著力包括共價(jià)鍵。