[发明专利]用于生产锂电池的配料方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产锂电池的配料方法。

背景技术

锂电池是目前实用化比能量最高的电化学体系电池，其电压高、工作温度范围广、使用寿命长等优点，成为仪表等设备不可替代的电源。尽管锂电池具有上述优势，但由于它存在安全性、电压滞后、提前失效等问题，因而限制了其应用范围的进一步拓展。其中以滥用状态下电池的安全性能最为突出，目前常用的解决设计方案有利用电池薄弱环节、PCT热敏电阻限流、二极管逆向阻流和增加限流输出设计等解决方案，但均未能很好地解决锂电池安全性等缺陷。因此，如何完善锂电池的性能成为近年来业界关注的热点。锂电池的安全性是指在较大功率放电时电池发生泄漏甚或发生爆炸。较大功率放电时，会短时间内在锂电池界面上形成高电流密度区而大量放热，并在电池内局部聚集使电池温度迅速上升，内压急剧升高。为此，改善锂电池安全性的途径是：一是降低电池的内阻，以减少热量的产生；二是增加电池的导热速率，以便及时导出电池内部热量。锂电池正极负极原料配料各原料的均匀度直接决定锂电池内阻和电池的导热速率，提高锂电池配料的均匀度是提高锂电池安全性的基本途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提高锂电池配料各原料的均匀度，进而提高锂电池的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于生产锂电池的配料方法，包括原料的预处理、掺合、浸湿、分散和絮凝等方法，所述的预处理方法是将正极原料——锰酸锂/磷酸铁锂、导电剂、粘合剂和NMP进行脱水处理，将负极原料中的石墨进行混合和去除油性物质处理，将负极原料中的水性粘合剂进行稀释处理；所述的掺合处理方法是将正极的锂化合物与导电剂进行球磨后与粘合剂均匀掺合，将负极原料石墨与水性粘合剂均匀掺合；所述的浸湿处理方法是将正极原料在粘合剂中浸湿，将负极原料石墨在水性粘合剂中浸湿；所述的分散处理方法是采用静置或搅拌的方法对浸湿后的正极原料和负极原料进行分散；所述的絮凝处理方法是调整分散处理后的浆料的浓度，便于涂布处理。

进一步，所述的脱水方法是采用常压烘烤或干燥分子筛的方法。

进一步，所述的原料搅拌是在真空状态下进行的。

作为一种优选方案，所述的锂化合物与导电剂用玛瑙球作球磨介子球磨两小时左右。

作为另一种优选方案，该配料方法还包括将配置好的浆料使用胶体磨进行研磨。

本发明的有益效果在于：

1、本发明配料技术方案提供的各原料之间均匀分布、导电剂结合良好、电阻小、导热率高，能够提高锂电池的安全性；

2、本发明脱水、去油效果良好，原料的电阻率小，锂电池的内电阻小，产生的热量少，提高锂电池的安全性。

具体实施方式

锂电池主要是由正极物质和负极物质构成，其中正极物质是由锰酸锂/磷酸铁锂、导电剂、PVDF粘合剂和正极引线构成，负极物质是由石墨、导电剂、添加剂、水性粘合剂和负极引线构成。

锂电池原料的配料过程如下：1、原料的预处理：(1)锰酸锂/磷酸铁锂：脱水，一般用110℃常压烘烤2小时左右；(2)导电剂：脱水，一般用200℃常压烘烤2小时左右；(3)粘合剂：脱水，一般用110-120℃常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的大小决定；(4)NMP：脱水，使用干燥分子筛脱水或采用特殊取料设施，直接使用；(5)石墨：A、混合，使原料均匀化，提高一致性；B、300～400℃常压烘烤，除去表面油性物质，提高与水性粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角(有些材料为保持表面特性，不允许烘烤，否则效能降低)；(6)水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。2、原料的掺合处理：(1)粘合剂的溶解(按标准浓度)及热处理；(2)锰酸锂/磷酸铁锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，锰酸锂/磷酸铁锂和导电剂粘合在一起，提高团聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中，球磨时间一般为2小时左右；为避免混入杂质，通常使用玛瑙球作为球磨介子；(3)将负极原料在真空脱气过程搅拌，排除气体，促进固-液吸附。3、原料的浸湿处理：将正极各原料组分在粘合剂中浸湿，将负极原料石墨在水性粘合剂中浸湿。4、原料的分散处理：采用静置或搅拌的方法对浸湿后的正极原料和负极原料进行分散。5、研磨：将以配置好的浆料使用胶体磨进行研磨，以保证不同的原材料之间更能够均匀的分布。6、原料的絮凝处理：调整分散处理后的浆料的浓度，便于涂布处理。