[發明專利]一種鋰電池的負極漿料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110591258.3
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113363485B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 宮嬌嬌;陳軍;黃建根;鄭利峰
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 李博

1.一種鋰電池的負極漿料，其特征在于，所述負極漿料包括如下質量份的各組分：活性材料85-90份，導電劑3-6份，混合粘結劑2-5份及去離子水90-235份，混合粘結劑包括如下質量份的各組分：羧甲基纖維素2-3份，氨基纖維素0.1-0.65份，檸檬酸1-3份，交聯劑1-3份，聚苯乙烯丁二烯共聚物8-16份及去離子水43-137份，負極漿料的pH值為6-9；

所述交聯劑為天然瓜爾膠、陽離子瓜爾膠或羥丙基瓜爾膠的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的一種鋰電池的負極漿料，其特征是，所述羧甲基纖維素及氨基纖維素由玉米芯制得，制備步驟如下：

a、將玉米芯從玉米秸稈中分離出來并粉碎，通過50目-200目篩網篩分后，將粉末在烘箱中100-120℃下加熱1-3小時，取出冷卻至室溫后溶解至質量分數為8-10%的氫氧化鈉溶液中過夜，過濾后將粉末沉淀物繼續加入到質量分數為1-2%的亞氯酸鈉溶液中，在50-70℃下保持10-20h，過濾后將得到的粉末加入異丙醇中，常溫下攪拌10-30min后，接著向該混合體系中緩慢加入質量分數為20-40%的氫氧化鈉溶液，繼續攪拌1-2h；

b、向步驟a所得的混合體系中滴加含一氯乙酸鈉的水和異丙醇混合溶液，在50-70℃下保持2-5h，一氯乙酸鈉的水和異丙醇混合溶液中水和異丙醇的體積比為1:（1-1.5），一氯乙酸鈉的質量分數為5-20%；

c、將步驟b所得的溶液冷卻至室溫后過濾，除掉雜質的漿液溶解在甲醇中，漿液和甲醇的體積比為1:（1-3），加入質量分數為96-98%的醋酸中和，將得到的產物與工業乙醇洗滌2-3次除掉雜質，在70-100℃下干燥6-10h，得到羧甲基纖維素粉末；

d、向步驟a所得的混合體系中繼續加入適量質量分數為5-15%的稀鹽酸，攪拌2-3小時，得到的微晶纖維素溶解在非質子極性溶劑中，在5-10℃下繼續加入對甲苯磺酰氯、三乙胺和適量非質子極性溶劑，攪拌5-10小時后，常溫下沉淀過濾，20-35℃下真空干燥即得到了氨基纖維素；

e、將步驟d所得的氨基纖維素轉入高能振動球磨機內，常溫下得到粒徑為納米尺寸的氨基纖維素。

3.根據權利要求2所述的一種鋰電池的負極漿料，其特征是，所述羧甲基纖維素及氨基纖維素制備步驟中玉米芯、質量分數為8-10%的氫氧化鈉溶液、亞氯酸鈉溶液、質量分數為20-40%的氫氧化鈉溶液、一氯乙酸鈉溶液、醋酸和稀鹽酸質量比是（10-30）:（20-50）:（40-80）:（15-35）：（10-30）:（5-15）:（20-45）。

4.根據權利要求2所述的一種鋰電池的負極漿料，其特征是，所述步驟e中微晶纖維素、甲苯磺酰氯、三乙胺和非質子極性溶劑的質量比為（1-1.5）:（11.5-15）：（9-11）:（45-70），非質子極性溶劑為二甲基乙酰胺。

5.根據權利要求3所述的一種鋰電池的負極漿料，其特征是，所述步驟e中球料比為1:（1.5-3.5），研磨時間為30-60分鐘。

6.根據權利要求1所述的一種鋰電池的負極漿料，其特征是，所述活性材料為人造石墨、天然石墨、硬碳、軟碳、中間相碳微球、硅及其氧化物、錫及其氧化物中的一種或幾種，所述導電劑為碳黑、科琴黑、導電石墨、碳納米管、氣相沉積碳納米纖維、石墨烯中的一種或幾種。

7.根據權利要求1或2所述的一種鋰電池的負極漿料，其特征是，所述去離子水為紫外滅菌后的去離子水。

8.一種如權利要求1所述鋰電池的負極漿料的制備方法，其特征在于，所述制備步驟如下：

A、將羧甲基纖維素、檸檬酸和交聯劑加入去離子水中，常溫下強力攪拌，然后再加入氨基纖維素和聚苯乙烯丁二烯共聚物攪拌至全部溶解，得到混合粘結劑溶液；

B、混合活性材料、導電劑、混合粘結劑和去離子水；

C、調節漿料pH值至6-9。

9.根據權利要求8所述的一種鋰電池的負極漿料的制備方法，其特征是，所述制備步驟A中所用的去離子水為經紫外線消毒系統滅菌的去離子水，紫外線消毒系統為一個直徑為0.2-0.3米，深度為0.1-0.2米的圓柱體管道（1），圓柱體管道上設有直徑為0.1-0.2米的流入管（2）和流出管（4），圓柱體管道內壁中還設有四個呈兩排錯落分布的單色紫外光源（3），單色紫外光源功率為15-25W, 每個燈罩強度為1000-1500W/m²，去離子水在紫外線消毒系統中水流速度保持在55-70L/min。