[發明專利]一種車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法

有效

• 申請號: 201510048851.8
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104638229B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 王剛慶;余招宇;徐碩炯;陳丹丹;曹輝
• 申請（專利權）人: 上海航天電源技術有限責任公司;浙江長興航天電源技術有限公司
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139;H01M4/04
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 朱成之

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池電極漿料的制備方法，具體地，涉及一種車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法。

背景技術

鋰離子電池因其能量密度高、循環壽命長、綠色環保等諸多優勢成為當今國內外電動汽車發展過程中使用最為廣泛的能源供給裝置，而鋰離子電池制造環節中，電極漿料制備的穩定性、均勻性是關系到電池乃至整個電池組性能一致性、穩定性的關鍵因素，是減少漿料中物質分散不均、團聚、涂布質量不穩引起的電池自放電大、循環不良、電阻異常等問題，提高鋰離子電池安全性的重要條件，先進的制漿工藝方法不僅可以提高漿料的穩定性和均勻性，還可以提高材料利用率和作業效率，降低能耗，減少浪費，降低成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于車用動力鋰離子電池的電極漿料制備方法，提高漿料的穩定性和均勻性，還可以提高材料利用率和作業效率，簡化工藝、降低能耗、減少浪費、節約成本。

為了達到上述目的，本發明提供了一種車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法，其中，該方法包含：步驟1，原材料粉體干燥：將一種或多種電活性物質、導電劑和粘合劑在高溫真空環境下分別進行烘烤干燥去除微量水分；所述的導電劑優選為導電碳黑，粘合劑優選為聚偏氟乙烯。所述的電活性物質為正極電活性物質或負極電活性物質，優選為石墨。步驟2，粉料干混處理：將干燥后的原材料各粉體按比例加入一個攪拌罐中，進行攪拌干混處理；步驟3，粉料硬煉混合處理：從攪拌罐加料口向攪拌罐內加入一部分溶劑，進行攪拌，使各粉體在半干態下混合；然后分多次向攪拌罐中加入溶劑，使攪拌罐中各粉體在不同粘度狀態下攪拌，由高粘度逐漸轉變為低粘度，直至最后將所需溶劑總量全部加入；攪拌過程中當漿料溫度較高時，在罐外采用冷卻循環水進行降溫；溶劑優選為N-甲基吡咯烷酮。步驟4，真空高速分散處理：在攪拌罐中的漿料處于均勻流動狀態下時，對攪拌罐內部抽真空處理并保持真空度，持續攪拌；攪拌過程中當漿料溫度較高時，采用冷卻循環水進行降溫。步驟5，檢測調整：檢測漿料細度和粘度，調整漿料粘度值，漿料配制完成。

上述的車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法，其中，步驟1所述的烘烤干燥，其烘烤溫度為電活性物質100~120℃、導電劑100~120℃、粘合劑50~80℃，烘烤時間為10~15min，烘烤時保持真空度低于-0.085Mpa。

上述的車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法，其中，步驟2所述的原材料各粉體，其加入比例為按質量百分比計，包含電活性物質90~94%、導電劑2~4%、粘合劑3~5%。

上述的車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法，其中，所述的步驟2，其中各粉體攪拌干混處理時采用的公轉速度為5~10r/min、自轉的線速度為3~8m/min，干混處理時間為1~3h。

上述的車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法，其中，所述的步驟3，溶劑總的加入次數為3~5次，第一次加入的溶劑量為總加入量的10%~20%，第二次加入量為總加入量的20~40%，剩余溶劑或一次全部加入或均分為2~3份分別加入。

上述的車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法，其中，所述的步驟3，每次加入溶劑后的攪拌時間分別為0.5~1h。

上述的車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法，其中，所述的步驟3，攪拌時采用的公轉速度為10~20r/min，自轉的線速度為5~10m/min。

上述的車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法，其中，所述的步驟4，真空高速分散處理時，采用的公轉速度為25~35r/min、自轉線速度為15~25m/min，處理時間為2~5h，所保持的真空度低于-0.06MPa。

上述的車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法，其中，所述的步驟3和步驟4，攪拌過程中當漿料溫度高于30℃時，在罐外采用冷卻循環水對攪拌罐進行降溫，冷卻循環水進水水溫控制在15~25℃。

上述的車用動力鋰離子電池電極漿料干混硬煉制備方法，其中，所述的步驟5，調整漿料粘度值，使其范圍為3500~7000mPa ·s（使用64#轉子30rpm進行調整）；漿料細度為≤30μm。