[發(fā)明專利]鋰電池中羧甲基纖維素鈉的溶解方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310314284.7
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103387679A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周明明;楊曉旭;孫延先;宋澤斌;趙峰;時(shí)培虎
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江超威創(chuàng)元實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號: C08J3/05
• 分類號: C08J3/05;C08L1/28
• 代理公司: 杭州華鼎知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33217
• 代理人: 魏亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高鋰電池中漿料分散效果的羧甲基纖維素鈉的溶解方法。

背景技術(shù)

羧甲基纖維素鈉（Carboxymethylcellulose?sodium，簡稱CMC），為白色或乳白色纖維狀粉末或顆粒，分散在水中成澄明膠狀液。鋰電池制備過程中，常常被選為負(fù)極漿料的粘合劑、助懸劑、增稠劑，成為鋰電行業(yè)內(nèi)眾所周知的負(fù)極不可或缺材料之一。鋰電池行業(yè)大多數(shù)負(fù)極漿料配方主要組成如下：碳粉、導(dǎo)電劑、CMC、丁苯橡膠（SBR）和去離子水。碳粉和導(dǎo)電劑很難溶于去離子水中，因而靠CMC去分散。CMC對碳粉和導(dǎo)電劑的分散起著重要的作用。

CMC溶解效果的好壞直接關(guān)系到整個(gè)漿料的分散效果。經(jīng)大量實(shí)際案例和經(jīng)驗(yàn)表明，負(fù)極粘結(jié)劑為CMC和SBR體系的漿料，顆粒問題大多數(shù)跟CMC的分散效果有關(guān)。

CMC常規(guī)溶解方法有兩種：①將CMC粉撒在液面上攪拌或研磨；②將CMC粉均勻撒在液面上，放置，使其自然吸水膨脹，然后攪拌使成。實(shí)際操作起來兩種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，很難達(dá)到理想的澄明膠狀物。因CMC粉具有很強(qiáng)的吸濕性,首先接觸到水的CMC分子迅速吸水膨脹，隨之具有很強(qiáng)的粘合力，它們粘附在沒有及時(shí)觸水的CMC粉末周圍，形成內(nèi)干外濕的顆粒，很難將其均勻分散開。經(jīng)試驗(yàn)，需用攪拌機(jī)快速攪拌很長時(shí)間，才能使形成的顆粒充分分散。而形成溶液的粘稠度也隨著長期快速的攪拌而減弱，其助懸和增稠的作用也明顯降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種鋰電池中羧甲基纖維素鈉的溶解方法，在鋰電池行業(yè)應(yīng)用過程中的溶解問題中，提高漿料的分散效果，減少因CMC溶解差而導(dǎo)致的涂布外觀不良，顆粒問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：鋰電池中羧甲基纖維素鈉的溶解方法，依次包括以下步驟：

A．將羧甲基纖維素鈉加入盛有去離子水的容器中，進(jìn)行初步攪拌；經(jīng)過初步攪拌，可以將CMC打濕。

B．將容器放入-30～-10℃低溫環(huán)境下靜置15～25min，用玻璃棒攪拌后，得到羧甲基纖維素鈉冰晶體；在低溫環(huán)境下，部分膠液中束縛的水分慢慢凝結(jié)，體積膨脹，多孔，形成冰晶狀，此時(shí)是一種半固化乳液，然后用玻璃棒攪拌成散沙狀的CMC冰晶體。

C．將得到的羧甲基纖維素鈉冰晶體放入去離子水中，抽真空高速攪拌，充分溶解。在真空狀態(tài)下，CMC和去離子水的固相混合物迅速與水侵潤溶解，可得到良好的分散效果。與此同時(shí)，低溫環(huán)境下的CMC與水的固相混合物可長時(shí)間存儲和隨時(shí)取用，解決了微生物對CMC的危害。

優(yōu)選的，所述步驟A中的初步攪拌是用玻璃棒攪拌。初步攪拌的目的是將CMC打濕，只需用玻璃棒緩慢攪拌即可，攪拌時(shí)間也不用過長。

優(yōu)選的，所述步驟A中的初步攪拌時(shí)間為1～5min。

優(yōu)選的，所述步驟B中將容器放入-20℃低溫環(huán)境下靜置20min。在低溫環(huán)境下靜置，可以使部分膠液中束縛的水分慢慢凝結(jié)，體積膨脹，多孔，形成冰晶狀。提高CMC的溶解性，防止其團(tuán)聚，進(jìn)而提高其溶解效果。

優(yōu)選的，所述步驟B中用玻璃棒攪拌時(shí)間為5～20min。為了防止CMC團(tuán)聚，為所述步驟C中抽真空高速攪拌溶解做好準(zhǔn)備，保證有良好的溶解效果，因此用玻璃棒進(jìn)行攪拌，使其成散沙狀的冰晶體。

優(yōu)選的，所述步驟C中的真空值≤-0.1MPa，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為30～60Hz，攪拌時(shí)間為0.5～2h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明打破傳統(tǒng)CMC鈉鹽溶解方法，公開了一種鋰電池中羧甲基纖維素鈉的溶解方法，采用低溫環(huán)境下水和CMC鈉鹽形成冰晶體，提高CMC的溶解性，防止其團(tuán)聚，進(jìn)而提高其溶解效果和分散效果。與此同時(shí)，低溫環(huán)境下的CMC鈉鹽與水的固相混合物可長時(shí)間存儲和隨時(shí)取用，解決了微生物對CMC鈉鹽的危害。

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一種鋰電池中羧甲基纖維素鈉的溶解方法實(shí)施例1，依次包括以下步驟：

A．將羧甲基纖維素鈉加入盛有去離子水的容器中，用玻璃棒進(jìn)行初步攪拌，初步攪拌時(shí)間為5min；經(jīng)過初步攪拌，可以將CMC打濕。

B．將容器放入-20℃低溫環(huán)境下靜置20min，用玻璃棒攪拌，攪拌時(shí)間為10min，得到羧甲基纖維素鈉冰晶體；在低溫環(huán)境下，部分膠液中束縛的水分慢慢凝結(jié)，體積膨脹，多孔，形成冰晶狀，此時(shí)是一種半固化乳液，然后用玻璃棒攪拌成散沙狀的CMC冰晶體。