專利名稱：一種鋰離子電池電極的水性配方及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正、負(fù)極極片的水性配比及制備方法。
背景技術(shù)：
已知的鋰離子電池正、負(fù)極極片配料中含有油性的甲基吡咯烷酮(簡(jiǎn)稱NMP)和PVDF粘合劑，或者固含量只有15%的水性粘合劑。這兩種配料方法均有它的不足之處:①油性的甲基吡咯烷酮，消防法將其劃為第四類第二石油類水溶劑，大氣污染防治法將其定位揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)而加以控制。NMP不僅價(jià)格昂貴且對(duì)環(huán)境有一定污染，回收裝置復(fù)雜，成本費(fèi)用高，對(duì)操作人員健康有直接影響；②已有的水性粘合劑由于固含量低，使用要求條件苛刻，穩(wěn)定性差，不容易操作，其增加容器的占有和運(yùn)輸費(fèi)用的提高，不能現(xiàn)配現(xiàn)用，并且它本身成本較高。因此現(xiàn)有技術(shù)是:生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)工藝難、污染大、電池性能差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種材料易得、價(jià)格便宜，無環(huán)境污染，可即時(shí)現(xiàn)場(chǎng)制作、操作簡(jiǎn)單，適用于各種鋰離子電池配料，從而改善漿料分散性能，使涂布流暢，附著力強(qiáng)，壓片延伸性能好，電池內(nèi)阻小，循環(huán)性能好的正負(fù)極極片配料及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:鋰離子電池電極的配方如下:
增稠劑:0.8^1.8份；
活性物質(zhì):9(T96份；
去尚子水:60 100份；
導(dǎo)電劑:I飛份；
粘結(jié)劑:2飛份。本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的增稠劑由去離子水40飛0%和食用羧甲基纖維素納0.5 2%制備，其制備方法是:將食用羧甲基纖維素均勻加入裝有離子水的桶內(nèi)攪拌，低速轉(zhuǎn)10赫茲，分散10赫茲10分鐘，在真空度< -0.08Mpa的真空內(nèi)中速攪拌。本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的活性物質(zhì)是正極磷酸鐵釩理、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、二兀材料、負(fù)極石墨、石墨稀或欽酸裡；所述的導(dǎo)電劑是超級(jí)導(dǎo)電炭黑或石墨；所述的粘結(jié)劑是丁本橡膠或聚偏氟乙烯。本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的鋰離子電池電極的制備步驟如下:
1.取40-60%去離子水加0.5-2%食用速溶性CMC制膠，加入到混合攪拌機(jī)桶內(nèi)攪拌
0.5 2小時(shí)制的增稠劑備用；
2.分次投料浸泡活性物質(zhì) :首次將稱取活性物總量的50%投入容器中，加入去離子水總量的25%，待水份吸收后再進(jìn)行二次投料，將剩余的活性物質(zhì)50%全部投入容器中，再加入去尚子水總量的25%,充分浸泡2 4小時(shí)；
3.將已制好的膠加入到浸泡好的活性物質(zhì)，進(jìn)行攪拌I 2小時(shí)；
4.加入自制增稠劑混合,進(jìn)行攪拌0.5 I小時(shí)；5.測(cè)粘度，粘度控制需達(dá)到工藝要求；
6.將漿料用100 120目的篩網(wǎng)過濾；
7.將漿料均勻涂在金屬箔上，通過涂布機(jī)烘箱烘干，再由對(duì)輥壓實(shí)后，沖切成各種型號(hào)的極片。本發(fā)明特點(diǎn)在于:出料時(shí)粘度、漿料固含量、均能很好控制。使用本發(fā)明的配方不產(chǎn)生氣泡、不產(chǎn)生沉淀、漿料流動(dòng)性好。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:
配比如下:
活性物質(zhì) 92份；
去離子水 76份；
增稠劑 I份；
導(dǎo)電劑 3份；
粘結(jié)劑 4份。1、首先制備增稠劑，由去離子水40飛0%和食用羧甲基纖維素納0.5 2%制備，其制備方法是:將食用羧甲基纖維素均勻加入裝有離子水的桶內(nèi)攪拌，低速轉(zhuǎn)10赫茲，分散10赫茲10分鐘，在真空度彡-0.08Mpa的真空內(nèi)中速攪拌1.5 2小時(shí)制得增稠劑備用。2、將稱取活性物總量的50%投入容器中，加入去離子水總量的25%，待水份吸收后再進(jìn)行二次投料，將剩余的活性物質(zhì)50%全部投入容器中，再加入去離子水總量的25%，充分浸泡2 4小時(shí)。3、將導(dǎo)電劑3份，加入已制好的增稠劑中，攪拌1.5 2小時(shí)。4、加入已浸泡好的活性物質(zhì)92份，攪拌2 4小時(shí)。5、加入粘結(jié)劑4份，進(jìn)行攪拌0.5 I小時(shí)。6、測(cè)粘度，粘度控制需達(dá)到工藝要求。7、將漿料用100 120目的篩網(wǎng)過濾。8、將漿料均勻涂在金屬箔上，通過涂布機(jī)烘箱烘干，再由對(duì)輥壓實(shí)后沖切成各種型號(hào)的極片。實(shí)施例2 配比如下:
活性物質(zhì) 94份；
去離子水 80份；
增稠劑 I份；
導(dǎo)電劑 1.5份；
粘結(jié)劑 2.5份。本實(shí)施例制備方 法與實(shí)施例1相同，不同之處在于實(shí)施例2不僅適用于正極配料，同樣也適用于負(fù)極配料。實(shí)施例3 配比如下:活性物質(zhì) 93份；
去離子水 70份；
增稠劑I份；
導(dǎo)電劑3份；
粘結(jié)劑3份。本實(shí)施例制備方法與實(shí)施例1相同，不同之處在于實(shí)施例3中減少了去離子水與增稠劑的配比。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池電極的水性配方及制備方法，其特征是:鋰離子電池的配方如下: 增稠劑:0.8^1.8份； 活性物質(zhì):9(T96份； 去尚子水:60 100份； 導(dǎo)電劑:I飛份； 粘結(jié)劑:2飛份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池電極的水性配方及制備方法，其特征是:所述的增稠劑由去離子水40飛0%和食用羧甲基纖維素納0.5 2%制備，其制備方法是:將食用羧甲基纖維素均勻加入裝有離子水的桶內(nèi)攪拌，低速轉(zhuǎn)10赫茲，分散10赫茲10分鐘，在真空度彡-0.08Mpa的真空內(nèi)中速攪拌。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池電極的水性配方及制備方法，其特征是:所述的活性物質(zhì)是正極磷酸鐵釩理、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料、負(fù)極石墨、石墨烯或鈦酸鋰；所述的導(dǎo)電劑是超級(jí)導(dǎo)電炭黑或石墨；所述的粘結(jié)劑是丁本橡膠或聚偏氟乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鋰離子電池電極的水性配方及制備方法，其特征是:所述的鋰離子電池電極的制備步驟如下: 1).取40-60%去離子水加0.5-2%食用速溶性CMC制膠，加入到混合攪拌機(jī)桶內(nèi)攪拌·0.5 2小時(shí)制的增稠劑備用； 2).分次投料浸泡活性物質(zhì):首次將稱取活性物總量的50%投入容器中，加入去離子水總量的25%，待水份吸收后再進(jìn)行二次投料，將剩余的活性物質(zhì)50%全部投入容器中，再加入去尚子水總量的25%,充分浸泡2 4小時(shí)； 3).將已制好的膠加入到浸泡好的活性物質(zhì)，進(jìn)行攪拌I 2小時(shí)； 4).加入增稠劑混合，進(jìn)行攪拌0.5 I小時(shí)； 5).測(cè)粘度，粘度控制需達(dá)到工藝要求； 6).將漿料用100 120目的篩網(wǎng)過濾； 7).將漿料均勻涂在金屬箔上，通過涂布機(jī)烘箱烘干，再由對(duì)輥壓實(shí)后，沖切成各種型號(hào)的極片。
全文摘要
本發(fā)明的名稱是一種鋰離子電池電極的水性配方及制備方法。涉及一種鋰離子電池正、負(fù)極極片的水性配比及制備方法。本發(fā)明主要是解決已知的鋰離子電池正、負(fù)極極片配料中含有油性的粘合劑，或者固含量只有15%的水性粘合劑，油性的粘合劑價(jià)格昂貴，且對(duì)環(huán)境有一定的污染，對(duì)操作人員健康有影響，固含量低的水性粘合劑穩(wěn)定性差，操作不便，影響電池性能的問題。本發(fā)明的配方是增稠劑0.8~1.8份；活性物質(zhì)90~96份；去離子水60~100份；導(dǎo)電劑1~5份；粘結(jié)劑2~5份。本發(fā)明的漿料分散性能好，涂布流暢，附著力強(qiáng)、壓片延伸性能好，其生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境無污染，原材料價(jià)格便宜。
文檔編號(hào)H01M4/139GK103165865SQ201110419698
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者王昌華, 舒忠彬, 陳明華 申請(qǐng)人:襄陽九龍坡青山自然能源研究院