[发明专利]一种制备锂离子电池浆料的装置和方法

说明书

技术领域

 本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种制备锂离子电池浆料的装置和方法。

背景技术

随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以可充电的二次电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等，这为可充电的二次电池的应用与发展提供了广阔的空间。锂离子电池因其能量密度高、开路电压高、循环寿命长和环保等优点已成为应用最为普遍的可充电的二次电池。

锂离子电池的制备一般包括正负极浆料的制备、涂布、冷压、卷绕或叠片、化成及容量等步骤，其中，正负极浆料的制备是一个非常关键的步骤。浆料的制备是通过搅拌将活性物质、导电碳、粘结剂和溶剂等混合在一起，传统的搅拌装置包括溶剂装载罐和浆料搅拌罐，浆料搅拌罐连接有第一真空泵，溶剂装载罐的顶部设置有溶剂装载罐出料口，浆料搅拌罐的顶部分别设置有浆料搅拌罐进料口和固体粉末加料口，浆料搅拌罐的底部则设置有浆料搅拌罐出料口，溶剂装载罐出料口和浆料搅拌罐进料口之间通过管道连接。采用该装置进行加料时，是在大气环境中由上向下地加入固体和流体物质然后混合。

具体的，传统的搅拌方式是先将溶剂通过管道加入浆料搅拌罐中与粘结剂在敞开体系中混合1～2小时，得到粘接剂预混液；再将导电碳固体粉末从固体粉末加料口加入粘结剂预混液中继续在敞开体系中混合3～6小时，得到混合液；最后将活性物质从固体粉末加料口加入以上混合液中持续抽真空搅拌5～8小时，因需要从固液气混合体系中除去因加料和搅拌产生的气泡，该步需要持续开启真空。这种浆料制备方式中气液两相争夺固相界面，而固相多为非极性，与同为非极性的气相更为相亲，导致液相对固相的浸润困难，分散差，搅拌时间长，总计耗时在9～16小时之间，持续抽真空时间5小时以上，造成对能源的浪费，而且加料过程繁琐，不便于保持现场整洁，并且难以避免微小区域的浸润不良，并导致气泡和麻点等缺陷的产生，从而造成了材料的损耗和浪费，即使后期采取抽真空处理也难以把微小的气泡排除干净，影响产品的品质。此外，这种制备方式中流体是用空气泵作为动力由上向下加入，操作有所不便。

有鉴于此，确有必要提供一种制备锂离子电池浆料的方法，该方法不仅能够有效避免气泡和麻点等缺陷的产生，使浆料得到充分的混合，提升产品的品质，而且能够节省能源的消耗，提高生产效率，使得加料过程简单方便，更容易实现清洁生产。本发明还提供了一种该方法所使用的装置。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种制备锂离子电池浆料的装置，采用该装置制备锂离子电池浆料时，是在真空环境中由下而上地加入固体和流体物质然后混合，能够有效避免气泡和麻点等缺陷的产生，使浆料得到充分的混合，提升产品的品质，而且能够节省能源的消耗，提高生产效率，使得加料过程简单方便，更容易实现清洁生产，以克服使用现有技术中的搅料装置时，容易导致气泡和麻点等缺陷的产生，从而造成材料的损耗和浪费，即使后期采取抽真空处理也难以把微小的气泡排除干净，影响产品的品质的不足。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种制备锂离子电池浆料的装置，包括溶剂装载罐和浆料搅拌罐，所述浆料搅拌罐连接有第一真空泵，该装置还包括粘接剂预混罐，所述粘接剂预混罐连接有第二真空泵，所述溶剂装载罐的底部设置有溶剂装载罐出料口，所述粘接剂预混罐的底部设置有粘接剂预混罐进料口和粘接剂预混罐出料口，所述浆料搅拌罐的底部设置有浆料搅拌罐进料口和浆料搅拌罐出料口，所述溶剂装载罐出料口和所述粘接剂预混罐进料口通过第一管道连接，所述粘接剂预混罐出料口和所述浆料搅拌罐进料口通过第二管道连接，所述第一管道设置有第一阀门，所述第二管道设置有第二阀门。

作为本发明制备锂离子电池浆料的装置的一种改进，所述第二管道还设置有第三阀门。

作为本发明制备锂离子电池浆料的装置的一种改进，所述浆料搅拌罐出料口连接有第三管道，所述第三管道上设置有第四阀门。

作为本发明制备锂离子电池浆料的装置的一种改进，所述第一管道上设置有第一流量计。

作为本发明制备锂离子电池浆料的装置的一种改进，所述第二管道上设置有第二流量计。

作为本发明制备锂离子电池浆料的装置的一种改进，所述第二流量计设置于所述第二阀门和所述第三阀门之间。