[發明專利]鋰離子電池正負極漿料的連續生產工藝和設備

在審

• 申請號: 201810108616.9
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108365193A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 楊高品
• 申請（專利權）人: 楊高品
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525
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本發明提供一種鋰離子電池正負極漿料的連續化生產工藝和設備，涉及將鋰離子電池正負極活性物質、導電劑、粘結劑、溶劑及其它助劑連續加入混合設備并均勻混合以制備正負極漿料，其中所述混合設備為雙螺桿擠出機，包括兩根旋轉的螺桿，其中每根螺桿由芯軸和安裝于其上的螺紋元件組合而成；包括機筒，機筒也由多節機筒組合而成并具有獨立的溫度控制系統；根據工藝需要在特定機筒上設置開口進行抽真空和液體注入的操作。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池的生產，特別涉及一種鋰離子電池正負極漿料的連續化生產工藝和設備。

背景技術

鋰離子電池具有工作電壓高、無記憶效應、放電電壓平穩、循環壽命長等優點，因而自問世以來獲得廣泛應用。鋰離子電池的主要應用領域包括消費類電子產品、動力電池和儲能三大領域。近來，隨著新能源汽車的飛速發展，鋰離子電池在電動汽車和混合動力汽車上的需求不斷增長，因此對鋰離子電池的生產效率和質量提出了更高要求。

鋰離子電池正負極漿料的制備為鋰離子電池生產的第一道工序，對最終鋰離子電池性能的影響達到30％。傳統的間歇式漿料生產工藝存在工序多(如圖1和圖2所示)、制備周期長、生產效率低等缺點，對于鋰離子電池的生產效率構成了挑戰。

此外，目前傳統的間歇式漿料生產工藝采用真空行星攪拌機和動力混合機進行漿料的混合，存在漿料混合不均勻、粉體顆粒與粘結劑接觸不均勻、易分層和沉淀、固含量低等問題，對于鋰離子電池的質量一致性造成了困擾。

發明內容

根據以上技術問題，針對傳統間歇式漿料生產工藝存在的缺點，本發明提出一種鋰電池正負極漿料的連續化生產工藝和設備，具體技術方案如下：

一種鋰離子電池正極漿料和負極漿料的連續化生產工藝。所述正極漿料的連續化生產工藝為：將正極活性物質、正極導電劑、粘結劑和溶劑(粘結劑和溶劑也可先混合制備成膠液)及其它助劑連續加入雙螺桿擠出機中混合均勻制備正極漿料。所述負極漿料的連續化制備工藝為：將負極活性物質、負極導電劑、粘結劑、增稠劑和溶劑(粘結劑、增稠劑和溶劑也可先混合制備成膠液)及其它助劑連續加入雙螺桿擠出機中混合均勻制備負極漿料。

優選地，所述正極漿料的連續化生產工藝步驟如下：

步驟一：啟動雙螺桿擠出機，擠出機的轉速為0-500轉，擠出機加工溫度控制在50攝氏度以下；

步驟二：將正極活性物質、正極導電劑和粘結劑通過失重式計量稱定量連續加入雙螺桿擠出機第一區或第二區；

步驟三：將溶劑通過失重式計量稱定量連續加入雙螺桿擠出機中；

步驟四：通過雙螺桿擠出機下游的真空系統對漿料進行真空脫泡；

步驟五：將漿料通過雙螺桿擠出機模頭擠出；

其中步驟二的粘結劑也可與步驟三的溶劑先行制備成膠液后再定量連續加入擠出機下游。

進一步優選地，所述步驟二中的正極活性物質為錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰中的一種或幾種的混合物。

進一步優選地，所述步驟二中的正極導電劑為導電炭黑、超導炭黑、導電石墨、碳納米管、碳纖維中的一種或幾種的混合物。

進一步優選地，所述步驟二中的粘結劑為聚偏氟乙烯。

進一步優選地，所述步驟三中的溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

優選地，所述負極漿料的連續化生產工藝步驟如下：

步驟一：啟動雙螺桿擠出機，擠出機的轉速為0-500轉，擠出機加工溫度控制在50攝氏度以下；

步驟二：將負極活性物質、負極導電劑、增稠劑、粘結劑通過失重式計量稱定量連續加入雙螺桿擠出機第一區或第二區；