一種鋰離子電池水性正極漿料配料工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池的配方工藝，具體涉及一種鋰離子電池水性正極漿料配料工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，由于環(huán)境污染、氣候變暖、霧霾天氣增多等問(wèn)題的日益突顯，整個(gè)社會(huì)對(duì)于解決這些問(wèn)題的意識(shí)明顯提高，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，汽車(chē)數(shù)量一直處于高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，而汽車(chē)尾氣是產(chǎn)生這些問(wèn)題的根本原因之一，因此用電能等新能源驅(qū)動(dòng)汽車(chē)成為汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，使得移動(dòng)電源的需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。
[0003]由于鋰離子電池具有高電壓、高比容量、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，使其在電動(dòng)汽車(chē)移動(dòng)電源領(lǐng)域的應(yīng)用明顯優(yōu)于其他類(lèi)型電源。
[0004]優(yōu)良的配方可以使各種原材料分散均勻，與基材的粘結(jié)效果好，建立良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，有利于鋰離子在正負(fù)極材料中的脫嵌和移動(dòng)過(guò)程，減小充放電過(guò)程中的極化內(nèi)阻，提高電池的快速充放電性能，同時(shí)確保長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)充放電過(guò)程中正負(fù)極材料晶格完整，不與基材剝離，保證了電池的長(zhǎng)壽命性能。
[0005]現(xiàn)有鋰離子電池正極漿料多采用油性溶劑，生產(chǎn)成本高，對(duì)環(huán)境濕度要求嚴(yán)格，生產(chǎn)設(shè)備清洗難度大，生產(chǎn)效率低。由于鋰電池需求量不斷增大的背景下，在保證電池性能的前提下，探求新的工藝來(lái)降低生產(chǎn)成本以及提高生產(chǎn)效率尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，現(xiàn)提供一種鋰離子電池水正極漿料配料工藝。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種鋰離子電池水性正極漿料配料工藝，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:所述各個(gè)原材料及其質(zhì)量百分比如下:
正極活性物質(zhì):47.5?48.5%
導(dǎo)電石墨:0.4?0.6%
導(dǎo)電炭黑:0.6?0.9%
增稠劑:0.7?1.0%
粘結(jié)劑:1.2?1.5%
去尚子水:46?54%
所述工藝包括以下工序:
(1)增稠劑膠液攪拌:在攪拌桶中加入配置好的增稠劑膠液，所述增稠劑膠液的質(zhì)量百分比為1.874?1.876%，所述增稠劑膠液的配置方法為將增稠劑與去離子水按1.5:76.5的質(zhì)量比例混合，以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度1200RPM的速度進(jìn)行攪拌，所述攪拌時(shí)間為20 ?40min ;
(2)在工序(I)制得的增稠劑膠液中按質(zhì)量比例加入導(dǎo)電石墨、導(dǎo)電炭黑，以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度1200RPM的速度進(jìn)行攪拌，所述攪拌時(shí)間為50?70min ；
(3)在工序(2)制得的漿料中按質(zhì)量比例加入正極活性物質(zhì)，然后加入去離子水，所述去離子水的質(zhì)量是正極活性物質(zhì)的0.2倍，以公轉(zhuǎn)速度20RPM，自轉(zhuǎn)速度1500RPM的速度攪拌230?250min，其中攪拌一小時(shí)后和二小時(shí)后分別停機(jī)刮料一次，攪拌過(guò)程需要控制漿料溫度不超過(guò)50°C ;
(4)在工序(3)制得的漿料中按質(zhì)量比例加入粘結(jié)劑，以公轉(zhuǎn)速度 15RPM，自轉(zhuǎn)速度500RPM的速度在真空條件下進(jìn)行攪拌20?40min ；
(5)以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度200RPM的速度攪拌漿料，降溫漿料溫度至23?29°C，然后過(guò)篩出料。
[0008]進(jìn)一步的，所述正極活性物質(zhì)選用的是磷酸鐵鋰。
[0009]進(jìn)一步的，所述增稠劑選用的是羥乙基纖維素鈉。
[0010]進(jìn)一步的，所述粘結(jié)劑選用的是丁苯橡膠。
[0011]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明采用水性正極漿料配料，大大降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)降低了生產(chǎn)設(shè)備清洗難度，配膠時(shí)間大大縮短，從而提高了生產(chǎn)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0013]實(shí)施例1
一種鋰離子電池水性正極漿料配料工藝，各個(gè)原材料及其質(zhì)量百分比如下:
正極活性物質(zhì):47.5%
導(dǎo)電石墨:0.4%
導(dǎo)電炭黑:0.6%
增稠劑:0.7%
粘結(jié)劑:1.2%
去尚子水:50.6%
工藝包括以下工序:
(1)增稠劑膠液攪拌:在攪拌桶中加入配置好的增稠劑膠液，增稠劑膠液的質(zhì)量百分比為1.874%，增稠劑膠液的配置方法為將增稠劑與去離子水按1.5:76.5的質(zhì)量比例混合，以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度1200RPM的速度進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為20min ;
(2)在工序(I)制得的增稠劑膠液中按質(zhì)量比例加入導(dǎo)電石墨、導(dǎo)電炭黑，以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度1200RPM的速度進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為50min ；
(3)在工序(2)制得的漿料中按質(zhì)量比例加入正極活性物質(zhì)，然后加入去離子水，去離子水的質(zhì)量是正極活性物質(zhì)的0.2倍，以公轉(zhuǎn)速度20RPM，自轉(zhuǎn)速度1500RPM的速度攪拌230min，其中攪拌一小時(shí)后和二小時(shí)后分別停機(jī)刮料一次，攪拌過(guò)程需要控制漿料溫度不超過(guò)50°C ；
(6)在工序(3)制得的漿料中按質(zhì)量比例加入粘結(jié)劑，以公轉(zhuǎn)速度 15RPM，自轉(zhuǎn)速度500RPM的速度在真空條件下進(jìn)行攪拌20min ;
(7)以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度200RPM的速度攪拌漿料，降溫漿料溫度至23°C，然后過(guò)篩出料。
[0014]本實(shí)施例中的正極活性物質(zhì)選用的是磷酸鐵鋰；增稠劑選用的是羥乙基纖維素鈉；粘結(jié)劑選用的是丁苯橡膠。
[0015]采用150目篩網(wǎng)過(guò)篩出料，采用細(xì)度刮板測(cè)試漿料顆粒度，測(cè)試結(jié)果為ΙΟμπι，達(dá)到了顆粒度小于等于15 μπι的目標(biāo)要求，漿料分散效果較好。
[0016]實(shí)施例2
一種鋰離子電池水性正極漿料配料工藝，各個(gè)原材料及其質(zhì)量百分比如下:
正極活性物質(zhì):48.5%
導(dǎo)電石墨:0.6%
導(dǎo)電炭黑:0.9%
增稠劑:1.0%
粘結(jié)劑:1.5%
去尚子水:48.5%
工藝包括以下工序:
(1)增稠劑膠液攪拌:在攪拌桶中加入配置好的增稠劑膠液，增稠劑膠液的質(zhì)量百分比為1.876%，增稠劑膠液的配置方法為將增稠劑與去離子水按1.5:76.5的質(zhì)量比例混合，以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度1200RPM的速度進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為40min ;
(2)在工序(I)制得的增稠劑膠液中按質(zhì)量比例加入導(dǎo)電石墨、導(dǎo)電炭黑，以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度1200RPM的速度進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為70min ；
(3)在工序(2)制得的漿料中按質(zhì)量比例加入正極活性物質(zhì)，然后加入去離子水，去離子水的質(zhì)量是正極活性物質(zhì)的0.2倍，以公轉(zhuǎn)速度20RPM，自轉(zhuǎn)速度1500RPM的速度攪拌250min，其中攪拌一小時(shí)后和二小時(shí)后分別停機(jī)刮料一次，攪拌過(guò)程需要控制漿料溫度不超過(guò)50°C ；
(4)在工序(3)制得的漿料中按質(zhì)量比例加入粘結(jié)劑，以公轉(zhuǎn)速度 15RPM，自轉(zhuǎn)速度500RPM的速度在真空條件下進(jìn)行攪拌40min ;
(5)以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度200RPM的速度攪拌漿料，降溫漿料溫度至29°C，然后過(guò)篩出料。
[0017]本實(shí)施例中的正極活性物質(zhì)選用的是磷酸鐵鋰；增稠劑選用的是羥乙基纖維素鈉；粘結(jié)劑選用的是丁苯橡膠。
[0018]采用150目篩網(wǎng)過(guò)篩出料，采用細(xì)度刮板測(cè)試漿料顆粒度，測(cè)試結(jié)果為8.5 μπι，達(dá)到了顆粒度小于等于15 μπι的目標(biāo)要求，漿料分散效果較好。
[0019]實(shí)施例3
一種鋰離子電池水性正極漿料配料工藝，各個(gè)原材料及其質(zhì)量百分比如下:
正極活性物質(zhì):48%
導(dǎo)電石墨:0.5%
導(dǎo)電炭黑:0.75%
增稠劑:0.85%
粘結(jié)劑:1.3%
去離子水:48.6% 工藝包括以下工序:
(1)增稠劑膠液攪拌:在攪拌桶中加入配置好的增稠劑膠液，增稠劑膠液的質(zhì)量百分比為1.875%，增稠劑膠液的配置方法為將增稠劑與去離子水按1.5:76.5的質(zhì)量比例混合，以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度1200RPM的速度進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為30min ;
(2)在工序(I)制得的增稠劑膠液中按質(zhì)量比例加入導(dǎo)電石墨、導(dǎo)電炭黑，以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度1200RPM的速度進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間為60min ；
(3)在工序(2)制得的漿料中按質(zhì)量比例加入正極活性物質(zhì)，然后加入去離子水，去離子水的質(zhì)量是正極活性物質(zhì)的0.2倍，以公轉(zhuǎn)速度20RPM，自轉(zhuǎn)速度1500RPM的速度攪拌240min，其中攪拌一小時(shí)后和二小時(shí)后分別停機(jī)刮料一次，攪拌過(guò)程需要控制漿料溫度不超過(guò)50°C ；
(4)在工序(3)制得的漿料中按質(zhì)量比例加入粘結(jié)劑，以公轉(zhuǎn)速度 15RPM，自轉(zhuǎn)速度500RPM的速度在真空條件下進(jìn)行攪拌30min ;
(5)以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度200RPM的速度攪拌漿料，降溫漿料溫度至26°C，然后過(guò)篩出料。
[0020]本實(shí)施例中的正極活性物質(zhì)選用的是磷酸鐵鋰；增稠劑選用的是羥乙基纖維素鈉；粘結(jié)劑選用的是丁苯橡膠。
[0021]采用150目篩網(wǎng)過(guò)篩出料，采用細(xì)度刮板測(cè)試漿料顆粒度，測(cè)試結(jié)果為7.5 μπι，達(dá)到了顆粒度小于等于15 μπι的目標(biāo)要求，漿料分散效果較好。
[0022]本發(fā)明采用水性正極漿料配料，大大降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)降低了生產(chǎn)設(shè)備清洗難度，配膠時(shí)間大大縮短，從而提高了生產(chǎn)效率。
[0023]上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專(zhuān)利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰離子電池水性正極漿料配料工藝，其特征在于: 所述各個(gè)原材料及其質(zhì)量百分比如下: 正極活性物質(zhì):47.5?48.5% 導(dǎo)電石墨:0.4?0.6% 導(dǎo)電炭黑:0.6?0.9% 增稠劑:0.7?1.0% 粘結(jié)劑:1.2?1.5% 去尚子水:46?54% 所述工藝包括以下工序: (1)增稠劑膠液攪拌:在攪拌桶中加入配置好的增稠劑膠液，所述增稠劑膠液的質(zhì)量百分比為1.874?1.876%，所述增稠劑膠液的配置方法為將增稠劑與去離子水按1.5:76.5的質(zhì)量比例混合，以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度1200RPM的速度進(jìn)行攪拌，所述攪拌時(shí)間為20 ?40min ； (2)在工序(I)制得的增稠劑膠液中按質(zhì)量比例加入導(dǎo)電石墨、導(dǎo)電炭黑，以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度1200RPM的速度進(jìn)行攪拌，所述攪拌時(shí)間為50?70min ； (3)在工序(2)制得的漿料中按質(zhì)量比例加入正極活性物質(zhì)，然后加入去離子水，所述去離子水的質(zhì)量是正極活性物質(zhì)的0.2倍，以公轉(zhuǎn)速度20RPM，自轉(zhuǎn)速度1500RPM的速度攪拌230?250min，其中攪拌一小時(shí)后和二小時(shí)后分別停機(jī)刮料一次，攪拌過(guò)程需要控制漿料溫度不超過(guò)50°C ; 在工序(3 )制得的漿料中按質(zhì)量比例加入粘結(jié)劑，以公轉(zhuǎn)速度 15RPM，自轉(zhuǎn)速度500RPM的速度在真空條件下進(jìn)行攪拌20?40min ； 以公轉(zhuǎn)速度15RPM，自轉(zhuǎn)速度200RPM的速度攪拌漿料，降溫漿 料溫度至23?29°C，然后過(guò)篩出料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池水性正極漿料配料工藝，其特征在于:所述正極活性物質(zhì)選用的是磷酸鐵鋰。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池水性正極漿料配料工藝，其特征在于:所述增稠劑選用的是羥乙基纖維素鈉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池水性正極漿料配料工藝，其特征在于:所述粘結(jié)劑選用的是丁苯橡膠。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池水性正極漿料配料工藝，采用正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電石墨、導(dǎo)電炭黑、增稠劑粘結(jié)劑和去離子水作為原材料，經(jīng)過(guò)一定的工序，完成鋰離子電池水性正極漿料配料工藝。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明采用水性正極漿料配料，大大降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)降低了生產(chǎn)設(shè)備清洗難度，配膠時(shí)間大大縮短，從而提高了生產(chǎn)效率。
【IPC分類(lèi)】H01M4/1397, H01M4/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105206797
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510573400
【發(fā)明人】石祥銳, 徐國(guó)光, 薛馳, 繆永華
【申請(qǐng)人】中天儲(chǔ)能科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月10日