無盲區(qū)鋰離子電池電極漿料攪拌方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種漿料攪拌方式，尤其是用于鋰離子電池的正負極電極漿料的攪拌方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的鋰離子二次電池電極漿料由電極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑和溶劑等組成。正極活性材料通常為鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰，負極活性材料通常為石墨，正極的粘結(jié)劑和溶劑一般為PVDF和NMP構(gòu)成的有機體系，負極的粘結(jié)劑和溶劑則一般分別為SBR和水構(gòu)成的水性體系。通過打漿使組成電極漿料的液體與多種固體物料之間的相互混合、溶解、分散，最后達到盡可能的均質(zhì)化。漿料攪拌在鋰電池制程中占有重要位置。攪拌達到的均勻度很大程度上決定了內(nèi)阻和循環(huán)壽命等產(chǎn)品關(guān)鍵參數(shù)。目前公知的技術(shù)是使用園柱形漿料攪拌桶，漿料攪拌桶邊角處曲率過大，導(dǎo)致該處存在分散緩慢的死角，影響了鋰電池的生產(chǎn)質(zhì)量。由于攪拌強度在料桶中的不同位置不夠均勻，所以有時由人工間歇的用鋼尺把盲區(qū)漿料撥到漿料攪周圍，這種人工干預(yù)的補救方式一是耗費人力，二是人工操作有較大的不確定性，影響產(chǎn)品的一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有漿料攪拌桶攪拌強度在料桶中的不同位置不夠均勻且需人工干預(yù)過多的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明通過在采用球形漿料攪拌桶，攪拌槳位于球心處高速旋轉(zhuǎn)，這一攪拌方式由于料筒內(nèi)各處曲率一致，最大曲率遠小于柱形等其他形狀的攪拌桶，因而當攪拌槳轉(zhuǎn)速足夠大時，不會存在攪拌強度遠小于平均攪拌強度的死區(qū)。攪拌強度的定量度量就是流體中剪切力的大小，剪切力在粘度不變時和速度梯度成正比，曲率大的地方比如柱形料桶的底邊拐角處，由于速度和速度梯度都很小，所以剪切力小，攪拌強度低。由于鋰離子電池漿料并不是理想的牛頓流體，在剪切力低于閾值的時候，傳質(zhì)不會發(fā)生。生產(chǎn)實踐表明，柱形料桶的拐角處有時會出現(xiàn)固料的團聚，這種團聚單純加大攪拌槳的轉(zhuǎn)速并不容易分散開。
[0005]進一步利用球形料桶形狀對稱的優(yōu)勢可以將漿料桶的外表面也加工為球形，并將漿料桶置于另一球形容器中，在漿料桶的外表面和球形容器之間放置滾珠，滾珠由滾珠保持架來保持位置，從而漿料桶在球形容器中擁有3個旋轉(zhuǎn)自由度。漿料桶由兩對電機絲桿驅(qū)動，在攪拌的時候在球形容器中做2個自由度的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動，而在和攪拌槳轉(zhuǎn)動相同的自由度上不做運動。生產(chǎn)實踐表明，料桶如果不做運動，單純由攪拌槳分散物料，在固體物料剛加入料桶后，固體物料傾向于浮在已潤濕漿料的表面，或附著在桶壁上，尤其是負極活性材料石墨，附著在桶壁上表現(xiàn)出很強的直立性，延長了攪拌時間，降低了產(chǎn)率并增加能耗。
[0006] 本發(fā)明的有益效果是:
用球形的漿料攪拌桶替代柱形的漿料攪拌桶，桶壁各處曲率一致，攪拌強度也就是剪切力一致，不存在分散緩慢的死角等問題，能提高分散的效率和所得漿料的均勻度，確保漿料的均一性。此外球形的漿料攪拌桶由于上半部分截面縮小，所以能減小漿料的飛濺。如果將將漿料桶置于另一球形容器中，并使其在攪拌的時候在球形容器中做2個自由度的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動，可以加快固料的潤濕和漿料的混勻。
【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0008]圖1是本發(fā)明的電極漿料攪拌方式示意圖。
[0009]圖中:101:電機，102:聯(lián)軸器，103:攪拌槳，104:漿料桶，105:冷卻水套。
【具體實施方式】
[0010]首先對原料進行預(yù)處理以使其脫水。預(yù)處理方式分別為，錳酸鋰和PVDF120攝氏度烘烤2小時，SP和S0200攝氏度烘烤2小時，溶劑NMP使用干燥分子篩脫水。稱取錳酸鋰30千克，SP900克，S0390克，PVDF970克，NMP19千克。首先將NMP和PVDF加入料桶，開動圖1所示的攪拌機，分散漿轉(zhuǎn)速設(shè)定為800轉(zhuǎn)/分，攪拌60分鐘以得到均勻的膠液。然后將錳酸鋰、SP、SO分別分為3份，每30分鐘各加入一份，維持分散漿轉(zhuǎn)速設(shè)定為800轉(zhuǎn)/分。待所有粉料完全被膠液所潤濕之后，將分散漿轉(zhuǎn)速設(shè)定為2900轉(zhuǎn)/分進行高速攪拌，持續(xù)高速攪拌240分鐘。然后取300毫升漿料，使用NDJ-1型黏度計在4號轉(zhuǎn)子30轉(zhuǎn)每分的條件下測量黏度，根據(jù)黏度測量結(jié)果調(diào)整酌加NMP并使用和前一步相同的攪拌參數(shù)進行攪拌以達到目標粘度在5500厘泊左右。然后將正極漿料從料桶中取出過120目篩。將過篩的漿料轉(zhuǎn)入下一道涂布工序進行涂布。
【主權(quán)項】
1.一種漿料攪拌裝置，尤其是用于鋰離子電池的正負及電極漿料攪拌裝置，包括固定在地面上的底座、盛放漿料的料桶、和由原動機帶動可調(diào)速的攪拌槳，攪拌槳通過攪拌軸和傳動機構(gòu)與原動機相連，其特征是:采用內(nèi)表面為球形的漿料攪拌桶，攪拌槳位于球心位置旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漿料攪拌裝置，其特征是:所述漿料桶的外表面也為球形，所述漿料桶置于另一球形容器中，所述漿料桶的外表面和所述球形容器之間放置滾珠，所述滾珠由滾珠保持架來保持位置，所述漿料桶在所述球形容器中擁有3個旋轉(zhuǎn)自由度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種漿料攪拌裝置，其特征是:所述漿料桶由兩對電機絲桿驅(qū)動，在攪拌的時候在所述球形容器中做2個自由度的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動，而在和攪拌槳轉(zhuǎn)動相同的自由度上不做運動。
【專利摘要】攪拌均漿是鋰離子二次電池制造中的一個關(guān)鍵工序，目的是使?jié){料達到盡可能的均質(zhì)化。目前公知的技術(shù)中使用園柱形漿料攪拌桶，其邊角處曲率過大，導(dǎo)致存在分散緩慢的死角。本發(fā)明采用球形漿料攪拌桶，由于料筒內(nèi)各處曲率一致，不會存在攪拌強度遠小于平均攪拌強度的死區(qū)。采用球形料桶的優(yōu)選方案是將料桶的外表面也加工為球形，并將料桶置于另一球形容器中，在漿料桶的外表面和球形容器之間放置滾珠，滾珠由滾珠保持架來保持位置，是料桶在球形容器中擁有3個旋轉(zhuǎn)自由度。漿料桶由兩對電機絲桿驅(qū)動，在攪拌的時候在球形容器中做2個自由度的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動，而在和攪拌槳轉(zhuǎn)動相同的自由度上不做運動。本發(fā)明采用球形的漿料攪拌桶能提高分散的效率和所得漿料的均勻度，如果在攪拌同時使料桶做2個自由度的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動，可以加快固料的潤濕。
【IPC分類】B01F9-00, H01M4-04, B01F7-18
【公開號】CN104587871
【申請?zhí)枴緾N201310528253
【發(fā)明人】谷濤, 沈紹典
【申請人】無錫華臻新能源科技有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年10月31日