[發明專利]一種負極漿料干式制備方法

在審

• 申請號: 202111076415.3
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113991106A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 陳杰
• 申請（專利權）人: 惠州鋰威新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/587
• 分類號: H01M4/587;H01M4/1393;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達;王滔

本發明屬于電池漿料制備技術領域，尤其涉及一種負極漿料干式制備方法，包括以下步驟：S1、將負極活性物質和增稠劑混合攪拌得到第一預混合料；S2、將部分溶劑加入第一預混合料中攪拌，干式捏合得到第二預混合料；S3、將剩余溶劑加入第二預混合料中攪拌分散得到第三預混合料；S4、將粘結劑加入第三預混合料中攪拌分散得到負極漿料。本發明的一種負極漿料干式制備方法，不使用導電劑以及取消配置膠液的步驟，縮短干混時間，同時，干式捏合能夠使大顆粒負極活性物質破碎，降低漿料細度，保證負極漿料穩定性和均勻性。

技術領域

本發明屬于電池漿料制備技術領域，尤其涉及一種負極漿料干式制備方法。

背景技術

鋰離子電池作為目前3C類、動力類電池的消費主流，伴隨著5G和新能源汽車的興起，出現新的一個發展潮流，是當前最具有競爭力的二次電池。作為電池制備的頭道工序，勻漿工序影響著活性物質及添加劑的分散效果、極片及后工序的加工性能，是鋰離子電池生產的關鍵工序之一。

目前，國內3C類鋰離子電池負極主流配料工藝為濕法捏合工藝，少數企業嘗試干法工藝。傳統的濕法捏合工藝配料流程包括：膠液配制——活性物質與部分膠液混合加入——捏合——加入剩余膠液——高速攪拌——粘結劑加入——高速攪拌——真空消泡，整個過程一般需要6～8h，攪拌時間過長，同時膠液的配制需要額外的設備，降低整體生產效率。另外，濕法捏合工藝膠液加入量為分批次加入，膠液在整個漿料中分散性在有限的時間內無法得到保證，漿料整體穩定性存在風險，漿料會發生膠團凝絮，影響涂布效果。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，而提供一種負極漿料干式制備方法，不使用導電劑以及取消配置膠液的步驟，縮短干混時間，同時，干式捏合能夠使大顆粒負極活性物質破碎，降低漿料細度，保證負極漿料穩定性和質量。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種負極漿料干式制備方法，包括以下步驟：

S1、將負極活性物質和增稠劑混合攪拌得到第一預混合料；

S2、將部分溶劑加入第一預混合料中攪拌，干式捏合得到第二預混合料；

S3、將剩余溶劑加入第二預混合料中攪拌分散得到第三預混合料；

S4、將粘結劑加入第三預混合料中攪拌分散得到負極漿料。

本發明使用的主要材料包括負極活性物質、增稠劑、粘結劑。增稠劑具有保持漿料穩定性作用，與負極活性物質混合，能使制備出的漿料更穩定，性能更好；粘結劑能提供活性物質與涂布基材之間的粘結效果。本發明先將負極活性物質和增稠劑混合攪拌，使負極活性物質與增稠劑相互混合均勻；再加入部分溶劑進行干式捏合攪拌，使負極活性物質聚集團在攪拌中破碎分散，從而得到細度較小的第二預混合料；再加入剩余溶劑進行高速攪拌制備出分散性好，穩定的第三預混合料；再將粘結劑加入第三預混合料中攪拌，制得最終負極漿料。在此發明中，關鍵步驟在于增稠劑與負極活性物質的混合：第一，由于負極活性物質為疏水性材料，難以被水性溶劑濕潤，故需要具有親水基團和疏水基團的增稠劑包裹負極活性材料，才能使負極活性物質在水相體系中均勻分布；第二，增稠劑具有保持漿料穩定性的作用，在第二預混料混料過程中全部CMC均參與捏合，一旦捏合過程中CMC被破壞，分子鏈發生斷裂或變異，或者分子鏈上官能團發生變化，CMC不再提供穩定漿料作用，進而造成漿料穩定性差，涂布效果差，因此，需要控制混料過程中預混料整體潤濕效果和攪拌機公轉自轉速度，避免因CMC變性而導致漿料不穩定。本發明中的攪拌使用的是羅斯350L雙行星攪拌機。雙行星攪拌機由機架、電機、減速機、液壓系統、傳動系統、行星齒輪箱部件、攪拌部件、控制系統組成，其中攪拌部件包括公轉槳、自轉槳、罐體、冷卻水進出口閥、溫度傳感器。

作為本發明一種負極漿料干式制備方法的一種改進，所述負極活性物質、增稠劑和粘結劑的重量份數比為96～98:0.8～1.7:1.2～2。優選地，負極活性物質、增稠劑和粘結劑的重量份數比為97.4:1.2:1.4。