一种多溶剂体系锂离子电池负极配料方法

技术领域

本发明属于电池负极配料领域，尤其涉及一种多溶剂体系锂离子电池负极配料方法。

背景技术

现有常见负极配料方法有湿混法和干混法。湿混法即将增稠剂(或粘结剂)与分散剂混合配制胶液，再将胶液与导电剂混合，后将混合胶液加入搅拌桶内，与活性物搅拌混合。该方法需要使用额外的设备将增稠剂或粘结剂与分散剂混合，设备利用率低，浆料生产周期长，干混法即将干粉在搅拌桶内混合后加入溶剂，进行充分混合，该方法操作工序少，浆料生产周期较短，浆料稳定性良好。

现有的负极配料方法容易出现粉料混合不均的问题，如专利CN108305987A(锂离子电池负极浆料的配料工艺、锂离子电池负极片及锂离子电池)公开一种锂离子电池负极浆料的配料工艺、锂离子电池负极片及锂离子电池。本发明的锂离子电池负极浆料的配料工艺，包括以下步骤：(a)将负极活性物质、导电助剂、分散剂和增稠剂进行干混，得到混合粉料；(b)加入溶剂，混匀，得到固含量为67wt％～69wt％的初级浆料；(c)再加入溶剂，混匀，得到固含量为58wt％～62wt％的次级浆料；(d)再加入溶剂，混匀，得到固含量为54wt％～56wt％的三级浆料；(e)将粘结剂加入到三级浆料中，混匀，得到锂离子电池负极浆料。本发明工艺简单、易操作，能显著缩短配料时间，提高设备利用率，同时混料均匀，改善了浆料的分散性、一致性以及细度。专利CN108305987A中固体粉末及分散剂同时加入，然后进行干混操作，该种方式容易导致增稠剂结块，同时由于加入的分散剂较少，导致其与粉末混合不均。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种多溶剂体系锂离子电池负极配料方法，保证粉末混合均匀、浆料性能稳定，并且缩短浆料的匀浆时间、提高浆料生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种多溶剂体系锂离子电池负极配料方法，包括以下步骤：

1)取包括以下质量比的原料，负极活性物∶导电剂∶增稠剂∶去离子水∶粘结剂∶改性剂＝(90-97)∶(0.5-2.5)∶(1-2.5)∶(80-120)∶(0.5-2.5)∶(2.5-10)；

2)将负极活性物、导电剂、增稠剂投入搅拌桶内，搅拌形成混合粉料；

3)将部分去离子水加入搅拌桶内，低速搅拌10-45min，搅拌公转10-30rpm，自转300-600rpm；

4)加入剩余去离子水，快速搅拌，时间90-150min，公转20-50rpm，自转800-1500rpm；

5)加入粘结剂，快速搅拌，时间30-60min，公转20-50rpm，自转500-1500rpm；

6)加入改性剂，快速搅拌，时间10-30min，公转20-50rpm，自转500-1500rpm。

作为上述技术方案的进一步描述：

步骤3)中，部分去离子水一次加入或分两次加入。

作为上述技术方案的进一步描述：

负极活性物包括天然石墨、人造石墨、针状焦、中间相炭微球、硅碳复合材料中的一种或几种组合。

作为上述技术方案的进一步描述：

导电剂包括导电炭黑、科琴黑、SK、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种组合。

作为上述技术方案的进一步描述：

增稠剂为羧甲基纤维素钠(CMC)。

作为上述技术方案的进一步描述：

改性剂包括N-甲基吡咯烷酮、丙酮、异丙酮、乙醇中的一种或几种组合。

作为上述技术方案的进一步描述：

粘结剂包括丁苯橡胶(SBR)、聚四氟乙烯(PTFE)中的一种或几种组合。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，干混过程中仅加入粉料，而未加入分散剂等助剂，以利于粉末充分混合均匀，有利于改性剂的充分分散。同时本发明使用两种或两种以上改性剂协同作用，降低浆料表面张力，在2-3匀浆工步即可加完所有液体，匀浆时间进一步缩短。

2、本发明中，浆料的匀浆工序简单，得到的浆料分散均匀、性能稳定，涂布极片面密度一致性好、极片外观良好，可明显改善极片龟裂、颗粒、鼓边等不良现象，极大提高涂布合格率。

具体实施方式

下面将更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1：

1、将负极活性物、导电剂、增稠剂等粉料按照质量比例(活性物∶导电剂∶增稠剂＝95∶1.5∶1.5)投入搅拌桶内，然后开启搅拌搅拌45min，搅拌公转20rpm，自转500rpm，混合粉料；

2、将质量比例为100的去离子水的70％加入搅拌桶内，先开启低速搅拌45min，搅拌公转20rpm，自转500rpm；

3、加入剩余30％去离子水，开启快速搅拌，时间90min，公转30rpm，自转1500rpm；

4、加入质量比例为2的粘结剂，开启快速搅拌，时间30min，公转30rpm，自转1500rpm；

5、加入质量比例为3改性剂，开启快速搅拌，时间30min，公转30rpm，自转1200rpm。

实施例2

1、将负极活性物、导电剂、增稠剂等粉料按照质量比例(活性物∶导电剂∶增稠剂＝96∶1.2∶1.5)投入搅拌桶内，然后开启搅拌搅拌45min，搅拌公转20rpm，自转500rpm，混合粉料；

2、将质量比例为90的去离子水的70％加入搅拌桶内，先开启低速搅拌45min，搅拌公转20rpm，自转500rpm；

3、加入剩余30％去离子水及质量比例为6改性剂，开启快速搅拌，时间120min，公转30rpm，自转1500rpm；

4、加入质量比例为1.3的粘结剂，开启快速搅拌，时间30min，公转30rpm，自转1500rpm。

实施例3

1、将负极活性物、导电剂、增稠剂等粉料按照质量比例(活性物∶导电剂∶增稠剂＝96.5∶0.5∶1.7)投入搅拌桶内，然后开启搅拌搅拌45min，搅拌公转20rpm，自转500rpm，混合粉料；

2、将质量比例为105的去离子水的70％加入搅拌桶内，先开启低速搅拌45min，搅拌公转20rpm，自转500rpm；

3、加入剩余30％去离子水，开启快速

搅拌，时间90min，公转30rpm，自转1500rpm；

4、加入质量比例为1.3的粘结剂及质量比例为6改性剂，开启快速搅拌，时间30min，公转30rpm，自转1500rpm。

本实施例1-3的实验数据如下表所示：

本发明公开的一种多溶剂体系锂离子电池负极配料方法，使用两种或两种以上改性剂协同作用，降低浆料表面张力，改性剂可以如实施例1中一样按顺序最后添加，或者如实施例2中一样与去离子水同时加入，或者改性剂与如实施例3中一样与粘结剂混合后加入。本申请中经过2-3匀浆工步即可加完所有液体，匀浆工序简单，得到的浆料稳定性好，极大提高涂布合格率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。