[發明專利]一種鋰離子電池陰極高粘度漿料及其擠壓連續涂布方法

有效

• 申請號: 201711118724.6
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107910494B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 李良彬;戈志敏;封志芳;劉俊;李芳芳;彭愛平;鐘靈;肖勇;李忠
• 申請（專利權）人: 江西贛鋒鋰電科技有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/36;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鋰離子電池陰極高粘度漿料及其擠壓連續涂布方法，包括主料和輔料，所述主料包括磷酸鐵鋰、NCM或錳酸鋰三者之間的至少一個，所述輔料為導電劑和粘結劑，其中主料所占質量百分數為90%～98%，所述導電劑占1%～6%，所述粘結劑占1%～7%，以上所述百分比均為質量百分比；所述主料和所述輔料經過攪拌程序1.5h～4h后即為所述漿料，所述攪拌程序包括公轉攪拌和自轉攪拌，所述公轉攪拌速度為10rpm～30rpm，自轉攪拌速度為1000rpm～2000rpm。通過優化配方，使得漿料粘度高，穩定性好，有效降低了生產成本，節約了溶劑，提高了攪拌的產能和效率。本發明提供的方法在工業生產中操作簡單、易于實現，且大大提高了涂布工序的優率及生產效率。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，特別涉及一種鋰離子電池陰極高粘度漿料及其擠壓連續涂布方法。

背景技術

涂布是鋰離子電池生產過程中必不可少的工序，也是直接影響電池安全性、容量、一致性等各項性能的關鍵工序。涂布就是將攪拌好的粘稠漿料，均勻的連續或間斷的涂覆在基材上如銅箔或鋁箔，保證各個涂布位置厚度的一致性。并將厚度控制在工藝要求的公差范圍內。

目前國內有兩種涂布方式：轉移式和擠壓式。轉移式是一種成熟的技術，但其結構復雜，設備調試麻煩，且轉移式涂布機的漿料是處于裸露狀態，時間長漿料容易結塊。擠壓式涂布機擠壓頭部分是封閉式，漿料在涂布時與外界隔絕的，因此漿料不會因為空氣的溫濕度原因導致變質。擠壓式涂布機的精度可到達20um，明顯高于轉移式涂布機50um精度。

隨著鋰電技術的發展，對涂布機涂布綜合性能要求越來越高，擠壓式涂布機應用也越來越廣泛。擠壓涂布機具有涂布后極片面密度一致性好、涂布速度快等優點，但擠壓式涂布機對漿料和機頭裝置一致性要求也高，擠壓式涂布機的噴涂方式對漿料的粘度特性要求很高。漿料的穩定性、與涂布機墊片的匹配性直接決定極片的質量和生產效率，不匹配造成箔材和漿料的浪費同時影響生產效率。傳統工藝漿料的粘度一般10000mpa.s以內，低粘度漿料的穩定性和面密度一致性較差，不容易控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備鋰離子電池陰極高粘度漿料及擠壓連續涂布方法，其能節約配料成本、提高極片涂布面密度一致性、縮短首件時間、降低設備和材料的損耗。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種鋰離子電池陰極高粘度漿料，包括主料和輔料，所述主料包括磷酸鐵鋰、NCM或錳酸鋰三者之間的至少一個，所述輔料為導電劑和粘結劑，其中主料所占質量百分數為90%～98%，所述導電劑占1%～6%，所述粘結劑占1%～7%，以上所述百分比均為質量百分比；所述主料和所述輔料經過攪拌程序1.5h～4h后即為所述漿料，所述攪拌程序包括公轉攪拌和自轉攪拌，所述公轉攪拌速度為10rpm～30rpm，自轉攪拌速度為1000rpm～2000rpm。

所述漿料配方中無需溶劑，做制備而成的漿料粘度高，穩定性很好，且所需攪拌時間短，漿料靜態保存70 h后，漿料粘度也可控制變化在500 mpa.s以內，為后續的涂布過程奠定很好的基礎。

進一步地，所述導電劑為SUPER-P、和/或SUPER-Li、和/或S-O、和/或KS-6、和/或KS-15、和/或SFG-6、和/或SFG-15、和/或VGCF，優選為SUPER-P，更優選SUPER-P與上述其他任一種導電劑的混合物；粘結劑為PVDF、和/或PVA、和/或PTFE、和/或NMP、和/或CMC，優選為PVDF，更優選為PVDF與NMP的組合粘結劑。

進一步地，所述漿料固含量為48～60%。

進一步地，所述漿料的粘度范圍8000～50000 mpa.s。

進一步地，所述漿料細度3～10 um。

本發明提供一種漿料擠壓連續涂布方法，選取本發明前面所述漿料，按照如下步驟進行：