[發明專利]一種納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料的配料工藝

無效

• 申請號: 201110343215.X
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102354756A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 羅朝暉;金旭東;唐聯興;梁凱;彭微微
• 申請（專利權）人: 湖南豐源業翔晶科新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域：

本發明涉及一種納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料的配料工藝，屬于化學電源制備技術領域。

背景技術：

在磷酸亞鐵鋰鋰離子電池制做過程中其漿料制作是其中相當重要的一個環節，現有技術中常規的配料方法是將活性物質、導電劑、粘結劑、分散劑、溶劑以及其他添加劑通過干混、制膠和濕混幾個步驟，再用攪拌機進行很長時間的攪拌，制成混合漿料，其缺點是：攪拌機的攪拌速度不超過50轉/分鐘，因速度過慢達不到分散效果，在涂布時漿料易產生分層、沉降等異常現象，需要攪拌很長的時間，導致漿料粘度偏高且不穩定，無法固定固含量配料，以及后續涂布面密度參差不齊或更甚至無法涂布，最終導致電池容量偏低、分布不均勻，內阻偏高、一致性差等，影響生產品質，增加生產成本。也有人采用添加分散劑的辦法，欲使磷酸亞鐵鋰均勻分散在溶劑中配置成優良的漿料，但是對于納米磷酸鐵鋰材料，并不十分有效，而且分散劑對電池的性能是有弊而無利，加得越多，影響也就越大，最明顯的就是電池的容量隨著分散劑的增加而迅速降低。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料的配料工藝，以實現在相對較短的時間內能配制成分散均勻、粘度長時間穩定、再現性良好的漿料，并能實現采用固含量固定的方式進行配料。

為實現本發明的目的，技術方案如下：

將納米磷酸亞鐵鋰、導電劑、粘結劑和氮甲基吡咯烷酮配制成初步漿料，所述初步漿料在攪拌罐與分散機之間循環往復地攪拌分散60-90min，得到納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料；攪拌罐以公轉的形式進行攪拌，公轉的頻率為15～16Hz；分散機的線速度為35～45m/s。

本發明納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料的配料工藝，分散機的入口和出口分別與攪拌機的底部和頂部相連。

本發明一種納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料的配料工藝，納米磷酸亞鐵鋰的粒徑范圍為1～100nm；導電劑為超細碳粉；粘結劑為聚偏氟乙烯。

本發明一種納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料的配料工藝，納米磷酸亞鐵鋰、導電劑、粘結劑與氮甲基吡咯烷酮的質量配比為：納米磷酸亞鐵鋰∶導電劑∶粘結劑∶氮甲基吡咯烷酮＝86～95.5∶2～8∶2.5～6∶85～150，優選為94∶3∶3∶100。

本發明一種納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料的配料工藝，具體的技術方案如下：

(1)按現有技術將粘結劑和氮甲基吡咯烷酮制成膠，膠的固含量控制在7％～8％，同時將活性物質納米磷酸亞鐵鋰和導電劑干混制成干混料，再將干混料、膠和氮甲基吡咯烷酮用攪拌機攪拌進行濕混制成初步漿料；

(2)初步漿料通過攪拌罐進行攪拌，攪拌罐的底部與分散機入口連接，攪拌時初步漿料從攪拌罐底部流出，進入分散機分散，分散機出口與攪拌罐的頂部連接，分散時初步漿料從分散機出口流出，返回至攪拌罐內，此時攪拌罐內的初步漿料還在從底部流出進入分散機，此過程為一個內循環系統，初步漿料在相互連通的攪拌罐與分散機之間來回循環，進行攪拌分散過程，持續進行動態循環60-90min；攪拌罐以公轉的形式進行攪拌，公轉的頻率為15～16Hz；分散機的線速度為35～45m/s，優選45m/s；分散機分散的同時，攪拌罐一直處于攪拌狀態，此狀態定為動態；

(3)按現有技術對初步漿料進行脫泡、過濾、除鐵雜質處理，即制成分散均勻、性能穩定的納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料。

本發明納米磷酸亞鐵鋰鋰離子電池用漿料的配料工藝，具有如下的優點：

(1)分散機的線速度采用35～45m/s，較為適合于納米磷酸亞鐵鋰材料的分散，因為分散的線速度過慢達不到分散效果，在后續涂布時漿料易產生分層、沉降等異常現象，速度過快會導致溫度過高，不利于漿料的冷卻以及納米磷酸亞鐵鋰材料的穩定。

(2)在循環分散過程中，攪拌罐進行15～16Hz的公轉，可使初步漿料進行動態的循環攪拌，防止在攪拌罐內產生循環死角，而導致初步漿料未能充分分散。

(3)本發明配料工藝制成的漿料分散均勻，可長時間穩定，即使在露點很低(-50℃)的情況下，敞開靜止放置7天后，仍然能保持原漿料的粘度(見表1)。