專利名稱：鋰離子電池、負(fù)極漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池制造領(lǐng)域，具體是涉及一種鋰離子電池的負(fù)極漿料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池于上世紀(jì)90年代由日本索尼公司推向市場，因其單體電池工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長等特點(diǎn)，在手機(jī)、筆記本電腦等小型移動(dòng)電源領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著鋰離子電池能量密度及功率密度的進(jìn)一步提升，它已被視作混合動(dòng)力汽車及電動(dòng)汽車的理想電源，是一類具有廣闊應(yīng)用前景的儲(chǔ)能裝置。鋰離子電池制備工藝的第一道工序是勻漿，就是將活性物質(zhì)與溶劑、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等混合均勻以獲得具有一定黏度和固含量的漿料?，F(xiàn)有的正極漿料多使用NMP(氮甲基吡咯烷酮)為溶劑(即為油性漿料)。負(fù)極漿料在降低成本的壓力下溶劑由NMP改為水(即為水性漿料)。使用水作溶劑雖可顯著降低鋰離子電池的制造成本，但水性漿料的穩(wěn)定性不及油性漿料，容易發(fā)生沉降現(xiàn)象，影響了生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。為提高水性漿料的穩(wěn)定性， 中國專利文獻(xiàn)CN 101609882A提出油水混合的工藝，即在膠液制備過程中使用油水混合溶劑，該工藝可制備比水性漿料穩(wěn)定性好的負(fù)極漿料。然而，該工藝用時(shí)很長(14 20h)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率的提升，而且采用NMP比率過高的話，對降低成本的作用有限。由于石墨顆粒在水中的表面張力大，雖然石墨的密度大于水，但將石墨粉末灑向水面后，石墨顆粒表面因無法有效潤濕而在水面漂浮，不易在水中均勻分散?，F(xiàn)有的水性石墨負(fù)極漿料的生產(chǎn)工藝中會(huì)加入防沉淀劑羧甲基纖維素鈉CMC。CMC黏度高，不利于活性物質(zhì)與膠液的混合，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)驗(yàn)榘敫闪橡じ皆跀嚢铏C(jī)的攪拌漿上，攪拌漿所受阻力大于攪拌機(jī)所能提供的攪拌力，導(dǎo)致設(shè)備報(bào)警，對正常生產(chǎn)造成很大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服以上缺陷，提出一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法，提高水性負(fù)極漿料的均勻性、穩(wěn)定性。本發(fā)明還提出采用該制備方法制備的鋰離子電池及其負(fù)極漿料。本發(fā)明的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。這種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法包括以下步驟(1)將負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極導(dǎo)電劑在攪拌器中混合后加入潤滑劑攪拌均勻；( 將添加劑羧甲基纖維素鈉CMC加入攪拌器中攪拌；C3)將上述攪拌器中物質(zhì)加入負(fù)極溶劑水和負(fù)極粘結(jié)劑的混合膠料中，混合攪拌均勻，制成負(fù)極漿料。所述潤滑劑為醇、酮或醇與酮的混合物。所述潤滑劑為氮甲基吡咯烷酮NMP、甲醇、乙醇、丙酮之一種或多種的混合物。所述潤滑劑的重量為負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極導(dǎo)電劑粉體重量和的1/20 1/4。所述步驟⑴中將負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極導(dǎo)電劑、潤滑劑攪拌5 40分鐘，并在攪拌時(shí)對攪拌器內(nèi)部抽真空。所述步驟O)中將添加劑CMC分次加入攪拌器中攪拌。所述負(fù)極導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳黑，所述負(fù)極粘結(jié)劑為丁苯橡膠SBR。本發(fā)明提出的鋰離子電池負(fù)極漿料采用上述鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法制備。本發(fā)明提出的鋰離子電池的制備方法，包括負(fù)極漿料的制備步驟，所述負(fù)極漿料的制備步驟包括以下步驟(1)將負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極導(dǎo)電劑在攪拌器中混合后加入潤滑劑攪拌均勻；( 將添加劑CMC加入攪拌器中攪拌；C3)將上述攪拌器中物質(zhì)加入負(fù)極溶劑水和負(fù)極粘結(jié)劑的混合膠料中，混合攪拌均勻，制成負(fù)極漿料。本發(fā)明提出的鋰離子電池采用上述鋰離子電池的制備方法制備。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比所具有的有益效果是1)提高生產(chǎn)效率。由于采用潤濕劑與石墨及導(dǎo)電劑混合，當(dāng)石墨及導(dǎo)電劑表面在良好潤濕后，膠液可以更為順利的達(dá)到潤濕的顆粒表面，可有效縮短潤濕時(shí)間，縮短漿料制備時(shí)間。2)提高負(fù)極漿料的均勻性、穩(wěn)定性。選用與石墨具有良好潤濕作用的有機(jī)液體潤濕石墨，可使石墨表面充分潤濕，有利于石墨顆粒在膠液中的均勻分散，促進(jìn)膠液與活性物質(zhì)的均勻混合提高漿料的均勻性及穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1制備一種鋰離子電池的負(fù)極漿料，其工藝包括下列步驟。(101)將負(fù)極活性物質(zhì)天然石墨2000g和負(fù)極導(dǎo)電劑碳黑50g在攪拌釜中混合，加入潤滑劑甲醇15g，攪拌5 40分鐘至混合均勻；(102)將添加劑羧甲基纖維素鈉CMC30g加入攪拌器中攪拌；(103)將負(fù)極溶劑去離子水2000g和負(fù)極粘結(jié)劑SBR60g的混合，制成膠料，將上述攪拌器中物質(zhì)加入膠料中，混合攪拌8小時(shí)，制成負(fù)極漿料。實(shí)施例2制備一種鋰離子電池的負(fù)極漿料，其工藝包括下列步驟。(201)將負(fù)極活性物質(zhì)天然石墨2000g和負(fù)極導(dǎo)電劑碳黑50g在攪拌釜中混合，加入潤滑劑氮甲基吡咯烷酮NMP和丙酮共200g，攪拌5 40分鐘至混合均勻；(202)將添加劑羧甲基纖維素鈉CMC30g加入攪拌器中攪拌；(203)將負(fù)極溶劑去離子水2000g和負(fù)極粘結(jié)劑SBR60g的混合，制成膠料，將上述攪拌器中物質(zhì)加入膠料中，混合攪拌7. 5小時(shí)，制成負(fù)極漿料。實(shí)施例3制備一種鋰離子電池的負(fù)極漿料，其工藝包括下列步驟。(301)將負(fù)極活性物質(zhì)天然石墨2000g和負(fù)極導(dǎo)電劑碳黑50g在攪拌釜中混合，加入潤滑劑甲醇和乙醇共600g，攪拌5 40分鐘至混合均勻；(302)將添加劑羧甲基纖維素鈉CMC30g加入攪拌器中攪拌；(303)將負(fù)極溶劑蒸餾水2000g和負(fù)極粘結(jié)劑SBR60g的混合，制成膠料，將上述攪拌器中物質(zhì)加入膠料中，混合攪拌7小時(shí)，制成負(fù)極漿料。對比例4制備一種鋰離子電池的負(fù)極漿料，其工藝包括下列步驟。(401)將負(fù)極活性物質(zhì)天然石墨2000g和負(fù)極導(dǎo)電劑碳黑50g在攪拌釜中混合；(402)將添加劑羧甲基纖維素鈉CMC30g加入攪拌器中攪拌；(403)將負(fù)極溶劑去離子水2000g和負(fù)極粘結(jié)劑SBR60g的混合，制成膠料，將上述攪拌器中物質(zhì)加入膠料中，混合攪拌10小時(shí)，制成負(fù)極漿料。將上述實(shí)施例1 3和對比例4制備過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，測量其制備過程中的漿料粘度、靜置8小時(shí)后觀察漿料的穩(wěn)定性。如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極導(dǎo)電劑在攪拌器中混合后加入潤滑劑攪拌均勻；(2)將添加劑羧甲基纖維素鈉CMC加入攪拌器中攪拌；(3)將上述攪拌器中物質(zhì)加入負(fù)極溶劑水和負(fù)極粘結(jié)劑的混合膠料中，混合攪拌均勻， 制成負(fù)極漿料。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述潤滑劑為醇、酮或醇與酮的混合物。
3.如權(quán)利要求2所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述潤滑劑為氮甲基吡咯烷酮NMP、甲醇、乙醇、丙酮之一種或多種的混合物。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述潤滑劑的重量為負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極導(dǎo)電劑粉體重量和的1/20 1/4。
5.如權(quán)利要求4所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中將負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極導(dǎo)電劑、潤滑劑攪拌5 40分鐘，并在攪拌時(shí)對攪拌器內(nèi)部抽真空。
6.如權(quán)利要求5所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述步驟O)中將添加劑CMC分次加入攪拌器中攪拌。
7.如權(quán)利要求4所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于所述負(fù)極導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳黑，所述負(fù)極粘結(jié)劑為丁苯橡膠SBR。
8.—種鋰離子電池負(fù)極漿料，采用權(quán)利要求1 7中任意一項(xiàng)鋰離子電池負(fù)極漿料的制備方法制備。
9.一種鋰離子電池的制備方法，包括負(fù)極漿料的制備步驟，其特征在于，負(fù)極漿料的制備步驟包括以下步驟(1)將負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極導(dǎo)電劑在攪拌器中混合后加入潤滑劑攪拌均勻；(2)將添加劑CMC加入攪拌器中攪拌；(3)將上述攪拌器中物質(zhì)加入負(fù)極溶劑水和負(fù)極粘結(jié)劑的混合膠料中，混合攪拌均勻， 制成負(fù)極漿料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池的制備方法制備的鋰離子電池。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池、負(fù)極漿料及其制備方法，該方法包括以下步驟(1)將負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極導(dǎo)電劑在攪拌器中混合后加入潤滑劑攪拌均勻；(2)將添加劑羧甲基纖維素鈉CMC加入攪拌器中攪拌；(3)將上述攪拌器中物質(zhì)加入負(fù)極溶劑水和負(fù)極粘結(jié)劑的混合膠料中，混合攪拌均勻，制成負(fù)極漿料。所述潤滑劑為醇、酮或醇與酮的混合物。本發(fā)明由于采用潤濕劑與石墨及導(dǎo)電劑混合，可有效縮短潤濕時(shí)間，縮短漿料制備時(shí)間，提高負(fù)極漿料的均勻性和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01M10/0525GK102376940SQ20101025897
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者陳邦義 申請人:深圳市比克電池有限公司