[发明专利]一种锂离子电池正极浆料制备方法

说明书

本发明提供一种锂离子电池正极浆料制备方法，采用干混制浆工艺制备浆料，在减少设备和时间投入的前提下应用新的干混工艺路线避开泥浆搅拌浆料结团、高粘度阶段浆料沉积的问题，使得固体相均匀、稳定地分散与溶剂当中；并可实现在保证浆料最佳性能的前提下，在最优时间内完成一锅浆料的制备。

技术领域

本发明涉及锂离子电池制备技术领域，尤其涉及一种锂离子电池正极浆料制备方法。

背景技术

随着科技的发展和锂离子电池制备技术的进步，锂离子电池制备工艺也越来越成熟，细节提升质量方面显得越来越重要。锂离子电池的匀浆是锂离子电池生产的关键环节，匀浆环节主要是将活性物质、粘结剂和导电剂等成分混合成为均匀的悬浊液，匀浆的关键在于如何将浆料中的各个成分分散均匀，为了达到这一目标需要对匀浆工艺进行优化。在正、负极浆料中，颗粒状活性物质的分散性和均匀性直接影响锂离子在电池两极间的运动，因此在锂离子电池生产中各极片材料的浆料的混合分散至关重要，浆料分散的好坏，直接影响后续锂离子电池生产的质量及其产品的性能。浆料的均匀稳定性能是影响极片均匀性及涂布稳定性的重要因素。浆料制备过程中搅拌不均匀会导致浆料各组分材料的分布不均匀，从而使局部的正负极活性材料比例失衡形成安全隐患，也会使制成的电芯因为内部极片导电性及粘结性不好而造成容量低，内阻大，循环性能及安全性能下降等缺陷。因此，浆料匀浆工艺是锂离子电池生产工艺中的关键工序之一，浆料是否均匀直接关系到电芯各性能指标，如容量、尺寸、循环、内阻、安全等的好坏。

现有主流的匀浆工艺包括湿法匀浆、干法匀浆俩种，湿法匀浆基本过程为溶胶-混合导电剂-混合活性物质-稀释，匀浆过程繁琐，耗费时间较长，加料过程粉尘很大对操作员的身体健康状况造成极大的影响，并且随着下料量增加，对人员投入、时间投入要求苛刻，且导电剂表面积大，容易吸收溶剂，导致溶剂的流动性较差，不易达到均匀分散的状态。干法匀浆来源于涂料行业，基本过程为活性物质、导电剂和粘结剂干粉混合-加入适量溶剂润湿-加入溶剂高速分散破碎-稀释调节粘度，较湿法匀浆在时间投入上缩减大量时间，但目前常用的干法匀浆方法中浆料在泥浆搅拌阶段容易出现沉积、爬杆、团聚成干硬团体的现象；从泥浆搅拌转调粘度阶段存在搅拌桶底、搅拌桶壁上极易沉积的问题，制浆过程中需要对搅拌桨、搅拌桶壁不定期的进行清理，同时团聚的干硬浆料附着在搅拌桨上清理难度较大；团聚体需要依靠较大的线速度和搅拌时间才能打散，同时受限制于高分子聚合物的应用，搅拌期间转速不可开的过快，否则会出现聚合物分子链被打断的风险。现有技术中还存在干混匀浆工艺，目前常用的干混路线采用干混+单独制胶工艺；采用此工艺可明显避开浆料团聚的现象；但单独制浆需要额外的制浆设备和时间投入。

申请号为CN201711095904.7的中国发明专利公开了一种锂离子电池正电极用湿法匀浆工艺，其通过采用聚偏二氟乙烯(PVDF)作为粘结剂，N_甲基吡咯烷酮(NMP)做为分散剂，与此同时，适当加入表面活性剂，提高了电池浆料的均匀一致性和分散稳定性，但是这种方案仍然存在耗费时间较长，加料过程粉尘很大对操作员的身体健康状况造成极大的影响，并且随着下料量增加，对人员投入、时间投入要求苛刻的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种锂离子电池正极浆料制备方法，采用干混制浆工艺制备浆料，在减少设备和时间投入的前提下应用新的干混工艺路线避开泥浆搅拌浆料结团、高粘度阶段浆料沉积的问题，使得固体相均匀、稳定地分散与溶剂当中；并可实现在保证浆料最佳性能的前提下，在最优时间内完成一锅浆料的制备。

本发明的具体技术方案为：一种锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

第一步：按顺序加入全部干粉(磷酸铁锂(LPF)、导电碳黑(SP)、PVDF)，正向公转搅拌30-60min；

第二步：加入适量的溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)，使固含量在70-75％之间，采用反向公转进行搅拌，控制分散线速度4m/s，若出现散沙状态，及时停止搅拌转下一步；