[发明专利]一种纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料的配料工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料的配料工艺，属于化学电源制备技术领域。

背景技术：

在磷酸亚铁锂锂离子电池制做过程中其浆料制作是其中相当重要的一个环节，现有技术中常规的配料方法是将活性物质、导电剂、粘结剂、分散剂、溶剂以及其他添加剂通过干混、制胶和湿混几个步骤，再用搅拌机进行很长时间的搅拌，制成混合浆料，其缺点是：搅拌机的搅拌速度不超过50转/分钟，因速度过慢达不到分散效果，在涂布时浆料易产生分层、沉降等异常现象，需要搅拌很长的时间，导致浆料粘度偏高且不稳定，无法固定固含量配料，以及后续涂布面密度参差不齐或更甚至无法涂布，最终导致电池容量偏低、分布不均匀，内阻偏高、一致性差等，影响生产品质，增加生产成本。也有人采用添加分散剂的办法，欲使磷酸亚铁锂均匀分散在溶剂中配置成优良的浆料，但是对于纳米磷酸铁锂材料，并不十分有效，而且分散剂对电池的性能是有弊而无利，加得越多，影响也就越大，最明显的就是电池的容量随着分散剂的增加而迅速降低。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料的配料工艺，以实现在相对较短的时间内能配制成分散均匀、粘度长时间稳定、再现性良好的浆料，并能实现采用固含量固定的方式进行配料。

为实现本发明的目的，技术方案如下：

将纳米磷酸亚铁锂、导电剂、粘结剂和氮甲基吡咯烷酮配制成初步浆料，所述初步浆料在搅拌罐与分散机之间循环往复地搅拌分散60-90min，得到纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料；搅拌罐以公转的形式进行搅拌，公转的频率为15～16Hz；分散机的线速度为35～45m/s。

本发明纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料的配料工艺，分散机的入口和出口分别与搅拌机的底部和顶部相连。

本发明一种纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料的配料工艺，纳米磷酸亚铁锂的粒径范围为1～100nm；导电剂为超细碳粉；粘结剂为聚偏氟乙烯。

本发明一种纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料的配料工艺，纳米磷酸亚铁锂、导电剂、粘结剂与氮甲基吡咯烷酮的质量配比为：纳米磷酸亚铁锂∶导电剂∶粘结剂∶氮甲基吡咯烷酮＝86～95.5∶2～8∶2.5～6∶85～150，优选为94∶3∶3∶100。

本发明一种纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料的配料工艺，具体的技术方案如下：

(1)按现有技术将粘结剂和氮甲基吡咯烷酮制成胶，胶的固含量控制在7％～8％，同时将活性物质纳米磷酸亚铁锂和导电剂干混制成干混料，再将干混料、胶和氮甲基吡咯烷酮用搅拌机搅拌进行湿混制成初步浆料；

(2)初步浆料通过搅拌罐进行搅拌，搅拌罐的底部与分散机入口连接，搅拌时初步浆料从搅拌罐底部流出，进入分散机分散，分散机出口与搅拌罐的顶部连接，分散时初步浆料从分散机出口流出，返回至搅拌罐内，此时搅拌罐内的初步浆料还在从底部流出进入分散机，此过程为一个内循环系统，初步浆料在相互连通的搅拌罐与分散机之间来回循环，进行搅拌分散过程，持续进行动态循环60-90min；搅拌罐以公转的形式进行搅拌，公转的频率为15～16Hz；分散机的线速度为35～45m/s，优选45m/s；分散机分散的同时，搅拌罐一直处于搅拌状态，此状态定为动态；

(3)按现有技术对初步浆料进行脱泡、过滤、除铁杂质处理，即制成分散均匀、性能稳定的纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料。

本发明纳米磷酸亚铁锂锂离子电池用浆料的配料工艺，具有如下的优点：

(1)分散机的线速度采用35～45m/s，较为适合于纳米磷酸亚铁锂材料的分散，因为分散的线速度过慢达不到分散效果，在后续涂布时浆料易产生分层、沉降等异常现象，速度过快会导致温度过高，不利于浆料的冷却以及纳米磷酸亚铁锂材料的稳定。

(2)在循环分散过程中，搅拌罐进行15～16Hz的公转，可使初步浆料进行动态的循环搅拌，防止在搅拌罐内产生循环死角，而导致初步浆料未能充分分散。

(3)本发明配料工艺制成的浆料分散均匀，可长时间稳定，即使在露点很低(-50℃)的情况下，敞开静止放置7天后，仍然能保持原浆料的粘度(见表1)。