一种电池负极浆料、制备方法以及使用该负极浆料制作的电池的制作方法

文档序号:6929241阅读:175来源:国知局
专利名称:一种电池负极浆料、制备方法以及使用该负极浆料制作的电池的制作方法
技术领域
本发明涉及一种化学电源,尤其涉及一种电池负极浆料、制备方法以及使用该负 极浆料制作的电池。
背景技术
随着电子技术的迅猛发展,使得为各种便携式电子产品提供电源的锂电池也日益 得到广泛应用,目前锂电池已经在小型二次电池领域取代镍镉电池和镍氢电池成为了 商用二次电池的主流,为满足便携式电子产品对其动力源在持久性上的更高要求,锂 电池的研发也愈加以提高比能量和比功率为首要目标,因此对化学电源材料也有了更 高的要求。
天然石墨有着较低的晶面间距,高的特征比容量, 一直以来在锂电池负极活性材 料中得到了广泛的应用。但是, 一旦侧重于安全及循环寿命等综合性能时,即使是改 性的天然石墨与人造石墨进行比较,也是人造石墨具有更大的优势,因此,现今国内 外很多厂家都尽量把人造石墨高度石墨化,以提升特征比容量。但是,人造石墨在加 工性能方面,尤其是人造石墨水性配方下的加工性能不是很好,其主要体现在配料时 容易沉降,压实密度不太高等方面,因此,由其所制备的锂电池虽然循环性能较好, 但仍然存在体积比容量不高的缺陷。

发明内容
本发明需要解决的技术问题是,克服目前现有技术的缺陷,提供一种电池负极浆 料及制备方法,可使由该负极浆料制备的锂电池具有高体积比容量和高循环寿命。 本发明所提出的技术方案是-
一种电池负极浆料,包含有碳质负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂, 各成分之间的重量份数比例为碳质负极活性材料导电剂增稠剂粘结剂溶剂
=70 130: 1 10: 1 10: 1 10: 80 200,其中的碳质负极活性材料是天然石墨与 人造石墨按0 3: 7 10组成的混合物。
优选地,所述的人造石墨经过形貌规则化处理,其粒度范围为10 30nm,石墨化度为90%以上。
优选地,所述导电剂是天然鳞片石墨、微晶石墨或导电碳黑,其粒径范围为l
20um;所述增稠剂是羧甲基纤维素钠;所述粘结剂是聚四氟乙烯、羟丙基甲基纤维素、 聚乙稀醇、丁苯橡胶乳、聚氧化乙烯或改性聚烯烃类化合物;所述溶剂是水。 本发明还提供一种上述电池负极浆料的方法,包括下述步骤
(1) 将碳质负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂、溶剂按70 130: 1 10: 1 10: 1 10: 80 200的重量比备料;
(2) 制备增稠剂胶将增稠剂和60% 99%的溶剂放入搅拌机中混合搅拌,搅拌 时间为10分钟 12小时,制得增稠剂胶料;
(3) 制浆将人造石墨、天然石墨以及导电剂按重量份数放入真空搅拌机内,然 后加入步骤(2)中制备的增稠剂胶料的5% 90%,搅拌,再加入粘结剂搅拌,然后加 入剩余的增稠剂胶,搅拌,最后将剩余的溶剂1 40%加入,搅拌均匀即完成制浆过 程;
(4) 将步骤(3)制得的浆料在真空搅拌机中以1Hz 1000Hz频率公转搅拌10 分钟 12小时后过筛,即得电池负极浆料。
其中
所述步骤(2)中搅拌条件为在1Hz 1000Hz公转或/和自转下搅拌10分钟 12 小时。
所述步骤(2)之溶剂可采用下述分步加入方式先将增稠剂和溶剂的20% 35%, 在搅拌机中进行搅拌,搅拌时间为10分钟 12小时,然后再加入溶剂的15 25%继续 搅拌,搅拌时间为10分钟 12小时,最后加入溶剂的25—39%进行搅拌,搅拌时间为 10分钟 12小时,完成制胶过程。
或者,所述步骤(2)之溶剂亦可采用下述另一种分步加入方式先将增稠剂和溶 剂的50 S 0%,在搅拌机中进行搅拌,搅拌时间为10分钟 12小时,然后静置放置 1 0小时,再加入10 19%的溶剂继续搅拌30分钟一1小时,完成制胶过程。
所述步骤(3)之增稠剂胶料也可采用分步加入方式先将碳质负极活性材料及导 电剂在真空搅拌机中以1Hz 1000Hz的频率公转或/和自转搅拌10分钟 12小时,然 后在碳质负极活性材料及导电剂之混合液中分两次分别加入5% 90%的增稠剂胶,以 1Hz 1000Hz公转或/和自转搅拌10分钟 12小时,再加入粘结剂,以1Hz 1000Hz公转或/和自转搅拌10分钟 12小时,然后加入剩余的增稠剂胶以1Hz 1000Hz公转 或/和自转搅拌10分钟 12小时。
所述步骤(3)中,剩余的1 40%溶剂加入后,可在真空搅拌机中以1Hz 1000Hz 之频率公转或/和自转搅拌10分钟 12小时,调节浆料黏度在1500 5000mpa. s,然 后再以1Hz 1000Hz之频率公转或/和自转搅拌10分钟 12小时,完成制浆过程。
采用上述负极浆料制备的电池,包括电池正极、电池负极和电解液,具体为将负 极浆料涂布后分切成的负极材料片,焊接极耳制成负极极片,搭配正极材料制成正极 片,配以电解液为溶剂后可制得电池,其中所述负极浆料包含碳质负极活性材料、导 电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂,各成分之间的重量份数比例为碳质负极活性材料导 电剂增稠剂粘结剂溶剂=70 130: 1 10: 1 10: 1 10: 80 200,其中的碳
质负极活性材料是天然石墨与人造石墨按0 3: 7 10组成的混合物;所述电池正极 材料包括LiCo02, LiMn04, LiNi卜x—yCoxMny04中的一种或一种以上,其中,x, y为0. 001 0.999。
本发明根据天然石墨和人造石墨本身各自所具有的特性,对负极浆料各组分选配 充分进行了优化,其中主要组分碳质负极活性材料采用天然石墨与人造石墨按一定的 比例混合构成,并对石墨的粒虔也进行了合理的选取,从而提供了一种用于石墨化度 较高的负极浆料的水性配方,在循环性能优异的前提下,能显著提高人造石墨为主体 的负极体积比容量。本发明负极浆料的制备过程中,充分考虑了人造石墨水性配方配 料时容易团聚、沉降的缺陷,各组分在加料混合时采用分步方式加入完成,如增稠剂 和溶剂采用先行制备成增稠剂胶料的方式,使之充分溶合后,再将其他原料在后续的 制浆过程中分步与增稠剂胶混合,充分进行搅拌,从而可靠地保证了增稠剂胶与石墨 完好的接触,为制作高体积比容量高循环寿命的锂离子电池提供了较好的条件。
具体实施方式
实施例一
1.负极浆料组分的选取(重量份)
形貌未处理人造石墨 70.0
天然鳞片石墨导电剂 1.0
粘接剂SBR: 1. 0
6增稠剂羧甲基纤维素钠 1.0 溶剂水 80.0。
2. 负极浆料的制备
1) 制备增稠剂胶首先将羧甲基纤维素钠和60%的水放入搅拌机(打蛋机或者 其它类型的混合机)中以lHz的频率公转搅拌,搅拌时间为10分钟,完成制胶过程;
2) 制浆将形貌未处理的人造石墨和天然鳞片石墨导电剂按上述重量份在真空搅
拌机中以1Hz的频率公转搅拌10分钟,然后加入5%的增稠剂胶料,以1Hz的频率公 转搅拌10分钟,再加入粘接剂SBR以lHz公转和自转搅拌10分钟,然后加入剩余的 95%的增稠剂胶料以1Hz公转和自转搅拌10分钟,最后加入剩余的40%的溶剂水以1Hz 公转和自转搅拌10分钟,调节浆料黏度在1500mpa. s左右,再将浆料以1Hz的频率公 转及真空条件下搅拌10分钟,过筛,完成负极浆料的制备。
3. 制备成品电池
上述负极浆料涂布后经分切成小片,焊接极耳制成负极极片,搭配由正极材料 LiCo02制成的正极片,电解质采用LiF6P04,配以电解液为EC / EMC溶剂体系,锂 盐浓度1M/ L ,制得方型锂离子电池。
4. 性能测试
经测试,本实施例所制得的电池负极极片最大可用压实比为1.6 0g/cc,体积比 容量3 4 0*1. 65=5 4 4 mAh/cc。
所制得的成品锂离子电池循环1C充放100次容量保持9 6%, 300次8 7%。
实施例二
1.负极浆料组分的选取(重量份)
天然石墨 10
形貌未处理人造石墨 90
天然鳞片石墨导电剂 2.5
粘接剂PTFE: 4. 0
增稠剂羧甲基纤维素钠 1.5
溶剂水 100.0。 2.负极浆料的制备1) 制备增稠剂胶首先将低分子量羧甲基纤维素钠(分子量在8 15W分布)和 35%的溶剂水,在搅拌机中(可以是打蛋机或者其它类型的混合机)进行搅拌,搅拌时 间为10分钟,然后再加入溶剂水的25%继续搅拌,搅拌时间为10分钟,最后加入溶 剂水的39%进行搅拌,搅拌时间为10分钟,完成制胶过程。
2) 制浆将天然石墨、形貌未处理的人造石墨和天然鳞片石墨导电剂在真空搅拌 机以10Hz公转搅拌1小时,加入10%的增稠剂胶料以10Hz公转搅拌0. 5小时,再加 入粘接剂PTFE以45Hz公转和自转搅拌1小时,然后加入剩余90%的增稠剂胶料以45Hz 公转和自转搅拌1. 5小时,再加入剩余的溶剂水以38Hz公转和自转搅拌1小时,调节 浆料黏度在2000即a. s左右,再将浆料以10Hz公转及真空20分钟搅拌,浆料过筛, 完成负极浆料的制备。
3. 制备成品电池
上述负极浆料涂布后经分切成小片,焊接极耳制成负极极片,搭配由正极材料 LiCo02制成的正极片,电解质采用LiF6P04,配以电解液为EC / EMC溶剂体系,锂 盐浓度1M/ L ,制得方型锂离子电池。
4. 性能测试
经测试,本实施例所制得的电池负极极片最大可用压实比为1.6 0g/cc,体积比 容量3 4 0*1. 65=5 4 4 mAh/cc。
所制得的成品锂离子电池循环1C充放100次容量保持9 6%, 300次8 8%。
实施例三
1. 负极浆料组分的选取(重量份)
经球磨处理的人造石墨(粒度10 n m,石墨化度90%): 100, 0,
微晶石墨导电剂 5.0 粘接剂HPMC: 4. 0
增稠剂羧甲基纤维素钠(低分子量) 4. 5
溶剂水 150. 0。
2. 负极浆料的制备
1)制备增稠剂胶首先将低分子量羧甲基纤维素钠(分子量在8 15W分布)和 20%的溶剂水,在搅拌机中(可以是打蛋机或者其它类型的混合机)进行搅拌,搅拌时间为10小时,然后再加入溶剂水的15%继续搅拌,搅拌时间为10小时,最后加入溶 剂水的25%进行搅拌,搅拌时间为10小时,完成制胶过程。
2)制浆将经球磨处理的人造石墨和微晶石墨导电剂在真空搅拌机以100Hz公转 搅拌2小时,加入10%的增稠剂胶料以100Hz公转搅拌1. 5小时,再加入55%的增稠剂 胶料以40Hz公转和自转搅拌4. 5小时,然后加入剩余的35%增稠剂胶料以45Hz公转 和自转搅拌2.5小时,再加入粘接剂HPMC以45Hz公转和自转搅拌l小时,再加入剩 余的溶剂水以38Hz公转和自转搅拌1小时,调节浆料黏度在3000即a. s左右,再将浆 料以10Hz公转及真空20分钟搅拌,浆料过筛,完成负极浆料的制备。
3. 制备成品电池
上述负极浆料涂布后经分切成小片,焊接极耳制成负极极片,搭配由正极材料 LiMn04制成的正极片,电解质来用LiFeP04,配以电解液为EC / EMC溶剂体系,锂 盐浓度1M/ L ,制得方型锂离子电池。
4. 性能测试
经测试,本实施例所制得的电池负极极片最大可用压实比为1. 6 5g/cc,体积比 容量3 4(M. 6 5=5 6 1 mAh/cc.
所制得的成品锂离子电池循环,1C充放100次容量保持9 6%, 300次8 7. 6%。
实施例四
1. 负极浆料组分的选取(重量份)
天然石墨 30.0
经球磨处理的人造石墨(粒度20um,石墨化度95%): 100.0 ,
天然鳞片石墨导电剂 8.0
粘接剂PVA: 7. 0
增稠剂羧甲基纤维素钠(高分子量) 7. 5
溶剂水 180. 0。
2. 负极浆料的制备
1)制备增稠剂胶首先将高分子量羧甲基纤维素钠(分子量在3 OW左右分布或 者l %浓度黏度在2 0 0 Ompa.s左右)和80%的溶剂水,在搅拌机中(可以是打蛋机 或者其它类型的混合机)进行搅拌,搅拌时间为10分钟,然后再静置放置10小时,再加入溶剂水的10%继续搅拌,搅拌时间为10分钟,完成制胶过程。
2)制浆将天然石墨、经球磨处理的人造石墨和天然鳞片石墨导电剂在真空搅拌 机以500Hz公转搅拌5小时,加入5%的增稠剂胶料以100Hz公转搅拌10分钟,再加 入30y。的增稠剂胶料以40Hz公转和自转搅拌10分钟,再加入粘接剂PVA,以45Hz公 转和自转搅拌5小时,然后加入剩余的65%增稠剂胶料以45Hz公转和自转搅拌1. 5小 时,最后加入剩余的溶剂水以100Hz公转和自转搅拌1小时,调节浆料黏度在 3000即a. s左右,再将浆料以100Hz公转及真空1小时搅拌,浆料过筛,完成负极浆 料的制备。
3. 制备成品电池
上述负极浆料涂布后经分切成小片,焊接极耳制成负极极片,搭配由正极材料 LiMrA、 LiNi。.5Co。.2sMn。.2A制成的正极片,电解质采用LiF6P04,配以电解液为E C / E MC溶剂体系,锂盐浓度1M/L,制得方型锂离子电池。
4. 性能测试
经测试,本实施例所制得的电池负极极片最大可用压实比为1. 7 Og/cc,体积比 容量3 4 0*1. 7 0=5 7 8mAh /cc.
所制得的成品电池循环,1C充放100次容量保持9 6%, 300次8 8.2%。
实施例五
1'负极浆料组分的选取(重量份)
经球磨处理的人造石墨(粒度30um,石墨化度95%): 130.0 ,
天然鳞片石墨导电剂 10.0
改性聚烯烃粘结剂 10.0
增稠剂羧甲基纤维素钠(高分子量) 10, 0
溶剂水 200.0。
2.负极浆料的制备
1)制备增稠剂胶首先将高分子量羧甲基纤维素钠(分子量在3 OW左右分布或 者l %浓度黏度在2 0 0 Qmpa.s左右)和50%的溶剂水,在搅拌机中(可以是打蛋机 或者其它类型的混合机)进行搅拌,搅拌时间为12小时,然后再静置放置10小时, 再加入溶剂水的19%继续搅拌,搅拌时间为12小时,完成制胶过程。2)制浆将经球磨处理的人造石墨和天然鳞片石墨导电剂在真空搅拌机以500Hz 公转搅拌10小时,加入9(^的增稠剂胶料以1000Hz公转搅拌10小时,再加入改性聚 烯烃粘结剂,以1000Hz公转和自转搅拌10小时,然后加入剩余的10%增稠剂胶料以 1000Hz公转和自转搅拌10小时,最后加入剩余的溶剂水以1000Hz公转和自转搅拌10 小时,调节浆料黏度在5000mpa, s左右,再将浆料以1000Hz公转及真空10小时搅拌, 浆料过筛,完成负极浆料的制备。
3. 制备成品电池
上述负极浆料涂布后经分切成小片,焊接极耳制成负极极片,搭配由正极材料 LiCo02、 LiMrA、 LiNi。.5Co。.25Mn。.2504制成的正极片,电解质采用LiF6P04,配以电解液为 E C / E M C溶剂体系,锂盐浓度1M/ L ,制得方型锂离子电池。
4. 性能测试
经测试,本实施例所制得的电池负极极片最大可用压实比为l. 7 Og/cc,体积比 容量3 4 0*1. 7 0=5 7 8mAh /cc.
所制得的成品电池循环,1C充放100次容量保持9 5%, 300次8 6.5%。
实施例六
1. 负极浆料组分的选取(重量份) 形貌未处理人造石墨 100.0 天然鳞片石墨导电剂 2.5
SBR粘结剂 4.0
增稠剂羧甲基纤维素钠(低分子量) 1. 5
溶剂水 100. 0。
2. 负极浆料的制备
1) 制备增稠剂胶首先将低分子量羧甲基纤维素钠(分子量在8 15W分布)和 30%的溶剂水,在搅拌机中(可以是打蛋机或者其它类型的混合机)进行搅拌,搅拌时 间为30分钟,然后再加入溶剂水的25%继续搅拌,搅拌时间为15分钟,最后加入溶 剂的359&进行搅拌,搅拌时间为45分钟,完成制胶过程。
2) 制浆将形貌未处理的人造石墨和天然鳞片石墨导电剂在真空搅拌机以10Hz
11公转搅拌l小时,加入上述制备的l(^的增稠剂胶料以10Hz公转搅拌0.5小时,再加入55%的增稠剂胶料以40Hz公转和自转搅拌0. 5小时,然后加入剩余的35%增稠剂胶料胶以45Hz公转和自转搅拌1. 5小时,再加入丁苯橡胶乳SBR以45Hz公转和自转搅拌1小时,再加入剩余的溶剂以38Hz公转和自转搅拌1小时,调节浆料黏度在2000即a. s左右,再将浆料以10Hz公转及真空20分钟搅拌,桨料过筛,完成负极浆料的制备。
3. 制备成品电池
上述负极浆料涂布后经分切成小片,焊接极耳制成负极极片,搭配由正极材料LiCo02制成的正极片,电解质来用LiF6P04,配以电解液为EC / EMC溶剂体系,锂盐浓度1M/ L ,制得方型锂离子电池。
4. 性能测试
经测试,本实施例所制得的电池负极极片最大可用压实比为1.6 0g/cc,体积比容量3 4 0*1. 65=544mAh /cc.
所制得的成品电池循环,1C充放100次容量保持9 6%, 300次8 7. 8%。
实施例七
1. 负极浆料组分的选取(軍量份)
经球磨处理的人造石墨(粒度25um,石墨化度95%): 100.0
天然鳞片石墨导电剂 2.5
SBR粘结剂 4.0
增稠剂羧甲基纤维素钠(低分子量) 1. 5
溶剂水 100.0。
2. 负极材料的制备-
1) 制备增稠剂胶首先将低分子量羧甲基纤维素钠(分子量在8 15W分布)和35%的溶剂水,在搅拌机中(可以是打蛋机或者其它类型的混合机)进行搅拌,搅拌时间为30分钟,然后再加入溶剂水的25%继续搅拌,搅拌时间为15分钟,最后加入溶剂的35%进行搅拌,搅拌时间为45分钟,完成制胶过程。
2) 制浆将经球磨处理的人造石墨和天然鳞片石墨导电剂在真空搅拌机以10Hz公转搅拌l小时,加入上述制备的10呢的增稠剂胶料以10Hz公转搅拌0.5小时,再加 入55%的增稠剂胶料以40Hz公转和自转搅拌0. 5小时,然后加入剩余的35%增稠剂胶 料以45Hz公转和自转搅拌1. 5小时,再加入丁苯橡胶乳SBR以45Hz公转和自转搅拌 1小时,再加入剩余的溶剂以38Hz公转和自转搅拌1小时,调节浆料黏度在2000mpa. s 左右,再将浆料以10Hz公转及真空20分钟搅拌,浆料过筛,完成负极浆料的制备p
3. 制备成品电池
上述负极材料涂布后经分切成小片,焊接极耳制成负极极片,搭配由正极材料 LiCo02制成的正极片,电解质采用LiFeP04.配以电解液为E C / EMC溶剂体系,锂 盐浓度1M/ L ,制得方型锂离子电池。
4. 性能测试
经测试,本实施例所制得的电池负极极片最大可用压实比为1.65g/cc,体积比容 量34 0*1. 65=56lmAh /cc.
所制得的成品电池循环,1C充放100次容量保持9 6%, 300次8 8%。
实施例八
1. 负极浆料组分的选取(重量份)
经球磨处理的人造石墨(粒度15um,石墨化度95%): 100,0 , 天然鳞片石墨导电剂 2.5 PTFE粘结剂 3. 0
增稠剂羧甲基纤维素钠(高分子量) 1. 2
溶剂水 100.0。
2. 负极材料的制备-
1) 制备增稠剂胶首先将高分子量羧甲基纤维素钠(分子量在3 GW左右分布或 者l %浓度黏度在2 0 0 O即a.s左右)和80%的溶剂水,在搅拌机中(可以是打蛋机 或者其它类型的混合机)进行搅拌,搅拌时间为3小时,然后再静置放置10小时,再 加入溶剂水的10%继续搅拌,搅拌时间为1小时,完成制胶过程。
2) 制浆将经球磨处理的人造石墨和天然鳞片石墨导电剂在真空搅拌机以10Hz 公转搅拌1小时,加入10%的增稠剂胶料以10Hz公转搅拌0. 5小时,再加入55%的增
13稠剂胶料以40Hz公转和自转搅拌0. 5小时,然后加入剩余的35%增稠剂胶料以45Hz 公转和自转搅拌1.5小时,再加入PTFE粘结剂,以45Hz公转和自转搅拌l小时,最 后加入剩余的溶剂水以38Hz公转和自转搅拌1小时,调节浆料黏度在2000mpa. s左右, 再将浆料以10Hz公转及真空20分钟搅拌,浆料过筛,完成负极浆料的制备。
3. 制备成品电池
上述负极材料涂布后经分切成小片,焊接极耳制成负极极片,搭配由正极材料 LiCo02制成的正极片,电解质采用LiF6P04.配以电解液为EC / EMC溶剂体系,锂 盐浓度1M/ L ,制得方型锂离子电池。
4. 性能测试
经测试,本实施例所制得的电池负极极片最大可用压实比为1.70g/cc,体积比容 量3 4 0*1, 70=578mAh /cc.
所制得的成品电池循环,1C充放100次容量保持9 6%, 300次8 8%。
以上所述的仅是本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,并不能因此而 理解为对本发明专利范围的限制。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不 脱离本发明构思的前提下,还可以做出其它若干变形和改进,这些都属于本发明的保 护范围。
权利要求
1、一种电池负极浆料,其特征在于,包含有碳质负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂,各成分之间的重量份数比例为碳质负极活性材料导电剂增稠剂粘结剂溶剂=70~1301~101~101~1080~200,其中的碳质负极活性材料是天然石墨与人造石墨按0~37~10组成的混合物。
2. 根据权利要求l所述的电池负极浆料,其特征在于,所述的人造石墨经过形貌 规则化处理,其粒度范围为10 30um,石墨化度为90%以上。
3. 根据权利要求1或2所述的电池负极浆料,其特征在于,所述导电剂是天然鳞 片石墨、微晶石墨或导电碳黑,其粒径范围为l 20nm;所述增稠剂是羧甲基纤维素 钠;所述粘结剂是聚四氟乙烯、羟丙基甲基纤维素、聚乙稀醇、丁苯橡胶乳、聚氧化 乙烯或改性聚烯烃类化合物;所述溶剂是水。
4. 一种制备如权利要求l所述电池负极浆料的方法,其特征在于包括下述步骤;(1) 将碳质负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂、溶剂按70 130: 1 10:1 10: 1 10: 80 200的重量比备料;(2) 制备增稠剂胶将增稠剂和60% 99%的溶剂放入搅拌机中混合搅拌,搅拌 时间为10分钟 12小时,制得增稠剂胶料;(3) 制浆将人造石墨、天然石墨以及导电剂按重量份数放入真空搅拌机内,然后加入步骤(2)中制备的增稠剂胶料的5% 90%,搅拌,再加入粘结剂搅拌,然后加 入剩余的增稠剂胶,搅拌,最后将剩余的溶剂1 40%加入,搅袢均匀即完成制浆过 程;(4) 将步骤(3)制得的浆料在真空搅拌机中以1Hz 1000Hz频率公转搅拌10 分钟 12小时后过筛,即得电池负极浆料。
5. 根据权利要求4所述的电池负极浆料的制备方法,其特征在于,所述碳质负极 活性材料是天然石墨与人造石墨按0 3: 7 10组成的混合物;所述导电剂是天然鳞 片石墨、微晶石墨或导电碳黑,其粒径范围为l 20ym;所述增稠剂是羧甲基纤维素 钠;所述粘结剂是聚四氟乙烯、羟丙基甲基纤维素、聚乙稀醇、丁苯橡胶乳、聚氧化 乙烯或改性聚烯烃类化合物;所述溶剂是水。
6. 根据权利要求4所述的电池负极浆料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中 搅拌条件为在1Hz 1000Hz公转或/和自转下搅拌10分钟 12小时。
7. 根据权利要求4所述的电池负极浆料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)之溶剂是分步加入的先将增稠剂和溶剂的20% 35%,在搅拌机中进行搅拌,搅拌 时间为10分钟 12小时,然后再加入溶剂的15 25%继续搅拌,搅拌时间为10分钟 12小时,最后加入溶剂的25—3,进行搅拌,搅拌时间为10分钟 12小时,完成制 胶过程。
8. 根据权利要求4所述的电池负极桨料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2) 之溶剂是分步加入的先将增稠剂和溶剂的50 8 0%,在搅拌机中进行搅拌,搅拌 时间为10分钟 12小时,然后静置放置1 0小时,再加入10 1 9%的溶剂继续搅拌 30分钟一1小时,完成制胶过程。
9. 根据权利要求4或7所述的电池负极浆料的制备方法,其特征在于,所述步骤 (3)之增稠剂胶料是分步加入的先将碳质负极活性材料及导电剂在真空搅拌机中以1Hz 1000Hz的频率公转或/和自转搅拌10分钟 12小时,然后在碳质负极活性材料 及导电剂之混合液中分两次分别加入5% 90%的增稠齐!]胶,以1Hz 1000Hz公转或/和 自转搅拌10分钟 12小时,再加入粘结剂,以1Hz 1000Hz公转或/和自转搅拌10 分钟 12小时,然后加入剩余的增稠剂胶以1Hz 1000Hz公转或/和自转搅拌10分 钟 12小时。
10. 根据权利要求4或9所述的电池负极浆料的制备方法,其特征在于,所述步 骤(3)中,剩余的1 40%溶剂加入后,在真空搅拌机中以1Hz 1000Hz之频率公转 或/和自转搅拌10分钟 12小时,调节浆料黏度在1500 5000即a. s,然后再以1Hz 1000Hz之频率公转或/和自转搅拌10分钟 12小时,完成制浆过程。
11. 一种电池,包括电池正极、电池负极和电解液,将负极浆料涂布后分切成的 负极材料片,焊接极耳制成负极极片,搭配正极材料制成正极片,配以电解液为溶剂, 制得电池,其特征在于,所述负极浆料包含碳质负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘 结剂和溶剂,各成分之间的重量份数比例为碳质负极活性材料导电剂增稠剂粘结剂溶剂=70 130: 1 10: 1 10: 1 10: 80 200,其中的碳质负极活性材料是 天然石墨与人造石墨按0 3: 7 10组成的混合物。
12. 根据权利要求ll所述的电池,其特征在于,所述电池正极材料包括LiCo02, LiMn04, LiNi卜x—yCoxMny04中的一种或一种以上,其中,x, y为0. 001 0. 999。
全文摘要
本发明公开了一种电池负极浆料,包含有碳质负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂,各成分之间的重量份数比例为碳质负极活性材料∶导电剂∶增稠剂∶粘结剂∶溶剂=70~130∶1~10∶1~10∶1~10∶80~200,其中的碳质负极活性材料是天然石墨与人造石墨按0~3∶7~10组成的混合物。本发明还公开了这种电池负极浆料的制备方法以及采用该负极浆料制成的电池。本发明就人造石墨发明了适合的负极材料水性配方,在循环性能优异的前提下能显著提高人造石墨为主体的负极体积比容量,从而可制作高体积比容量高循环寿命的锂离子电池。
文档编号H01M4/02GK101459237SQ200710124880
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月10日 优先权日2007年12月10日
发明者伟 何, 名 何, 孙定元, 鑫 滕, 牟方路, 黄加军 申请人:深圳市比克电池有限公司
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