专利名称：超声波－机械搅拌联合法制备锂离子电池电极浆料的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池的制备工艺，具体地说，涉及锂离子电池生产中制备电极浆料的工艺。
背景技术：
在锂离子电池生产过程中，电极浆料的制备是第一步工序。目前国内外普遍使用的制浆工艺是将电极活性材料、导电剂、粘结剂、粘结剂溶剂等按一定比例加入到搅拌桶内，采用机械搅拌使电极浆料混合均匀。由于常用导电剂碳黑或乙炔黑的颗粒很小，一般在50nm左右，因此很容易生成团聚颗粒，而导电剂颗粒团聚严重，往往会导致涂布后的电极片在充放电过程中开裂，进而引起电池的循环寿命下降。目前的制浆工艺虽然能对导电剂的分散起一定的作用，但效果不佳。还有一些制浆工艺在浆料形成后采用球磨、胶体磨的方法进一步分散导电剂，但效果也不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池电极浆料的制备工艺，可实现导电剂在电极浆料中的高度分散，从而提高锂离子电池的使用寿命及输出性能。
为此，本发明提供一种超声波-机械搅拌联合法制备锂离子电池电极浆料的工艺，包括以下步骤将粘结剂与溶剂加入料桶中进行机械搅拌处理，搅拌速度为300～400转/分钟，搅拌至粘结剂完全溶解后加入导电剂，继续搅拌0.5～1小时；用液体泵将上述混合液送入流体动力式超声波发生器中进行超声处理，液体泵的出口压力为0.1～2MPa，液体流速为1～40m3，超声波声强为180～240dB；经超声处理后的混合液送回料桶内继续搅拌，使混合液在超声波发生器与料桶间循环作用1～1.5小时；将电池活性材料加入料桶中继续循环作用1.5～2小时后得到混合均匀的电极浆料。
所述电池活性材料可以为电池正极活性材料或电池负极活性材料。
本发明采用超声波与机械搅拌联合法制备锂离子电池电极浆料，除机械搅拌外，主要利用流体动力式超声波发生器产生的超声波空化作用，使团聚的导电剂颗粒在短时间内分散开，并且已分散开的导电剂在溶剂及粘结剂的作用下不再发生重新团聚，从而实现了导电剂在电极浆料中的高度分散。这样就保证了在后续制作电极的过程中，电极片的内部活性材料颗粒能与导电剂颗粒间有很好的接触，使电极活性材料的利用率大为提高，电池内阻得以降低，在缩短电池充放电时间的同时，提高电池的充放电量，从而提高电池的大功率输出特性。
图1为采用本发明制备锂离子电池电极浆料的装置示意图；图2为由实施例1所得电极浆料涂在铝箔上的低分辨扫描电镜图；图3为由实施例1所得电极浆料涂在铝箔上的高分辨扫描电镜图。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例进一步说明本发明。
实施例1 锂离子电池用正极浆料的制备工艺如图1所示，从投料口1将n-甲基吡咯烷酮100kg和聚偏二氟乙烯3kg加入到料桶2中，打开机械搅拌电机3，调节搅拌速度为300转/分钟，搅拌至聚偏二氟乙烯全部溶解后，将碳黑加入料桶2中继续搅拌1小时。接着用液体泵4将上述混合液送入流体动力式超声波发生器5中进行超声处理，液体泵的出口压力为0.5MPa，液体流速为15m3，超声波声强为180dB。经超声处理后的混合液送回料桶2内继续搅拌，使混合液在超声波发生器5与料桶2形成的回路间循环作用1.5小时。最后从投料口1加入LiMn2O4150kg，继续循环作用2小时后得到混合均匀的电极浆料，打开放料阀6即可将电极浆料放出。
实施例2 导电剂在电极浆料中的分散将由实施例1制得的电极浆料涂在铝箔上，通过扫描电镜SEM对所制备涂层的表面形貌进行了研究。图2所示为放大200倍时的SEM图，图3所示为放大50000倍时的SEM图。从图2中可以看出，在电极活性材料LiMn2O4表面覆盖了一层均匀的导电剂材料碳黑，说明碳黑与LiMn2O4混合得很均匀。在图3中，具有规则形状的大颗粒是电极活性材料LiMn2O4，小颗粒是碳黑，从图中可以清楚地看到，每个碳黑颗粒是分开的，说明碳黑没有发生团聚，这证明了采用本发明可实现导电剂在电极浆料中的高度分散。
实施例3 锂离子电池用负极浆料的制备工艺重复实施例1的步骤，不同点在于将正极材料LiMn2O4换成负极材料石墨。
权利要求
1.超声波-机械搅拌联合法制备锂离子电池电极浆料的工艺，包括以下步骤将粘结剂与溶剂加入料桶中进行机械搅拌处理，搅拌速度为300～400转/分钟，搅拌至粘结剂完全溶解后加入导电剂，继续搅拌0.5～1小时；用液体泵将上述混合液送入流体动力式超声波发生器中进行超声处理，液体泵的出口压力为0.1～2MPa，液体流速为1～40m3，超声波声强为180～240dB；经超声处理后的混合液送回料桶内继续搅拌，使混合液在超声波发生器与料桶间循环作用1～1.5小时；将电池活性材料加入料桶中继续循环作用1.5～2小时后得到混合均匀的电极浆料。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于所述电池活性材料为电池正极活性材料。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于所述电池活性材料为电池负极活性材料。
全文摘要
本发明公开了超声波一机械搅拌联合法制备锂离子电池电极浆料的工艺，包括以下步骤将粘结剂与溶剂加入料桶中进行机械搅拌处理，搅拌速度300～400转/分钟，搅拌至粘结剂完全溶解后加入导电剂，继续搅拌0.5～1小时；用液体泵将上述混合液送入流体动力式超声波发生器中进行超声处理，液体泵出口压力0.1～2MPa，液体流速1～40m
文档编号H01M4/04GK101038963SQ200710097468
公开日2007年9月19日 申请日期2007年5月11日 优先权日2007年5月11日
发明者史杨, 杨君, 索琦 申请人:北京翔奥天竺科技有限公司