一種防止涂布后龜裂掉粉的鋰離子電池漿料及其制備方法
【專利摘要】一種鋰離子電池漿料及其制備方法，尤其是用于鋰離子二次電池的正負(fù)電極漿料及其制備方法。然后在過篩后的漿料中加入增強(qiáng)纖維，纖維可以是聚合物纖維如PP、PE、PAN，也可以是碳纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維、礦物纖維、金屬絲纖維或其組合。加入之后再中速攪拌一段時(shí)間以使纖維均勻分布在漿料中，然后把含有增強(qiáng)纖維的材料加入到涂布機(jī)的料斗中進(jìn)行涂布。由于纖維能夠起到增強(qiáng)漿料物料顆粒之間以及漿料與基體金屬箔的結(jié)合力的作用，能夠使涂布過程中在高速干燥的條件下極片表面也不易產(chǎn)生龜裂同時(shí)在后續(xù)的卷繞分條等工序中極片表面不易因產(chǎn)生應(yīng)力而掉粉。
【專利說明】一種防止涂布后龜裂掉粉的鋰離子電池漿料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰二次電池，尤其是用于鋰離子二次電池的正負(fù)電極漿料及其制備方法。

【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(fù)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(jī)體系，負(fù)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(dá)到盡可能的均質(zhì)化。打漿后所得合適黏度的電極漿料將轉(zhuǎn)入涂布工序，通常是使用轉(zhuǎn)移式涂布機(jī)將漿料。涂布工序中在機(jī)頭處將合適厚度的漿料均勻的涂敷在作為漿料載體和電極集流體的銅箔或鋁箔上，然后已涂敷的電極在烘箱中干燥，溶劑揮發(fā)。干燥過程中，干燥速度快的話電極表面易產(chǎn)生龜裂。干燥后的電極要經(jīng)過輥壓、切片或分條、焊極耳、貼膠紙、卷繞等后續(xù)工序制作成電池。在制作電池的過程中，尤其是在分條卷繞等工序中，極片中會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，容易造成掉粉。通常避免烘干過程中電極產(chǎn)生龜裂和制造過程中因應(yīng)力產(chǎn)生掉粉的方法是增大電極中粘結(jié)劑的含量。但是，無論是負(fù)極常用的粘結(jié)劑SBR還是正極常用的粘結(jié)劑PVDF都是絕緣材料，增大其含量會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻增大，從而降低電池的高倍率充放電能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的鋰離子電池電極漿料涂布后快速干燥時(shí)極片表面易產(chǎn)生龜裂，燥后所得的極片在應(yīng)力下表面容易掉粉的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
首先采用公知的方法配料打漿制備出電池漿料，將漿料過篩以除去大顆粒，然后在過篩后的漿料中加入增強(qiáng)纖維，纖維可以是聚合物纖維如pp、PE、PAN，也可以是碳纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維、礦物纖維、金屬絲纖維或其組合。加入之后再中速攪拌一段時(shí)間以使纖維均勻分布在漿料中，然后把含有增強(qiáng)纖維的材料加入到涂布機(jī)的料斗中進(jìn)行涂布。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:
由于纖維能夠起到增強(qiáng)漿料物料顆粒之間以及漿料與基體金屬箔的結(jié)合力的作用，能夠使涂布過程中在高速干燥的條件下極片表面也不易產(chǎn)生龜裂同時(shí)在后續(xù)的卷繞分條等工序中極片表面不易因產(chǎn)生應(yīng)力而掉粉。
[0006]

【專利附圖】

【附圖說明】
下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0007]圖1為現(xiàn)有技術(shù)鋰離子電池單面涂布后的電極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2為本發(fā)明的鋰離子電池單面涂布后的電極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖中:101:集流體鋁箔；102:電池活性物質(zhì)和粘結(jié)劑等；201:增強(qiáng)纖維。
[0010]

【具體實(shí)施方式】
首先對(duì)原料進(jìn)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(shí)，SP和S0200攝氏度烘烤2小時(shí)，溶劑NMP使用干燥分子篩脫水。稱取錳酸鋰3000克，SP90克，S039克，PVDF97克，NMP1898克和單絲直徑7微米長(zhǎng)度200微米的短切碳纖維30克。首先將NMP和PVDF加入料桶，開動(dòng)分散機(jī)，料桶的循環(huán)水冷卻和溫度控制系統(tǒng)開啟，設(shè)定溫度高于30攝氏度時(shí)循環(huán)冷卻，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、S0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(rùn)濕之后，將分散漿轉(zhuǎn)速設(shè)定為2900轉(zhuǎn)/分進(jìn)行高速攪拌，持續(xù)時(shí)間為240分鐘。然后取300毫升漿料，使用NDJ-1型黏度計(jì)在4號(hào)轉(zhuǎn)子30轉(zhuǎn)每分的條件下測(cè)量黏度，根據(jù)黏度測(cè)量結(jié)果調(diào)整酌加NMP以使粘度在5500厘泊左右。然后將正極漿料從料桶中取出過120目篩。將過篩的漿料放入新的料桶，同時(shí)加入前述稱取的碳纖維。將加入碳纖維的漿料用分散機(jī)在1500轉(zhuǎn)/分條件下攪拌30分鐘。然后將所得的漿料轉(zhuǎn)入涂布工序進(jìn)行涂布。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池漿料及其制備方法，尤其是用于鋰離子二次電池的正負(fù)電極漿料及其制備方法，其特征是:在漿料均質(zhì)化過篩之后加入纖維，通過攪拌使纖維均勻分散在漿料中然后再進(jìn)行涂布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池漿料及其制備方法，其特征是:所述的纖維是聚合物纖維、碳纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維、礦物纖維、金屬絲纖維或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池漿料及其制備方法，其特征是:所述的纖維在干態(tài)電池漿料中的質(zhì)量含量為百分之0.1到5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子二次電池的正負(fù)電極漿料及其制備方法，其特征是:所述的聚合物纖維是PP、PE、PAN或其組合。
【文檔編號(hào)】H01M4/139GK104167535SQ201310183828
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月17日
【發(fā)明者】谷濤, 沈紹典 申請(qǐng)人:無錫華臻新能源科技有限公司