专利名称：一种锂离子电池正极浆料制备方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池正极浆料制备方法，尤其是指磷酸铁锂电池正极浆料 的制备方法，属于基本电器元件领域。
背景技术：
传统锂离子电池的正极浆料制备，搅拌方式主要是采用真空机械搅拌，首先将溶 剂与粘接剂进行搅拌2 4小时，再加入导电剂搅拌1 3小时，再加入活性物质搅拌2 4小时，制备成正极浆料。粘接剂在机械搅拌分散后仍会有细小成团状颗粒没有完成溶解； 导电剂加入液体中容易团聚、难分散、分散效果差；为避免材料吸收空气中水份，在搅拌过 程中采用抽真空方式，使材料在加工过程中与外界空气中水份隔离，但材料在加工搅拌过 程中真空状态会影响材料的分散效果。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷，设计提供了一种锂离子电池正极浆料 制备方法，该制备方法主要采用高温干燥溶解，首先预分散，将溶剂与粘接剂加入搅拌桶 中，充入干燥气使用机械搅拌，再充干燥气保护放入高温环境中静置，将粘接剂高温溶解； 导电剂与活性物质采用干粉球磨混合方式，将导电剂加入活性物质中通过陶瓷球磨作用， 将导电剂均勻地分散在活性物质中；将已混合好的活性物质加入粘接剂溶液中，充入干燥 气使用机械搅拌方式将活性物质与粘接剂分散均勻，制备成正极浆料。为了达到上述目的，本发明是通过如下技术手段实现的一种锂离子电池正极浆料制备方法，包括有溶剂(NMP)、第一道搅拌工序、第二道 搅拌工序、密封静置、粘结剂溶液、活性物质原材料(磷酸铁锂)、陶瓷球磨、活性物质、第三 道搅拌工序、第四道搅拌工序、正极浆料、粘结剂(PVDF)、第一道加干燥气工序、第二道加 干燥气工序、第三道加干燥气工序、第四道加干燥气工序、导电剂主要组成部分，其中溶剂 (NMP)需放入清洁干燥的搅拌桶中，随后加入粘结剂(PVDF)，并充入干燥气，随后进入第一 道搅拌工序，第一道搅拌工序采用机械搅拌方式，搅拌机械参数为10 100转/Min，搅拌 5Min,随后进入第二道搅拌工序，搅拌机械参数改为1000 1500转/Min，搅拌1H，随后在 该半成品溶液中再次充入干燥气，进入密封静置工序，在40°C的高温恒温环境中静置6H， 制备成粘结剂溶液；活性物质的制备方法如下，将活性物质原材料(磷酸铁锂)装入清洁 干燥的陶瓷球磨罐中，随后在活性物质原材料(磷酸铁锂)中添加导电剂，进入陶瓷球磨工 序，将不同直径大小的陶瓷球放入陶瓷球磨罐，使用500 1000转/min的转速，球磨lh，制 备成活性物质；将制备好的粘结剂溶液，充入干燥气，使用机械搅拌，转速1000 1500转/ Min，搅拌0. 5H，随后加入活性物质，搅拌2 3H，制备成分散均勻的正极浆料；所述的溶剂(NMP)，主要成分为NMP，中文名称为N-甲基吡咯烷酮；所述的活性物质原材料(磷酸铁锂)，主要成分为磷酸铁锂；所述的陶瓷球磨，所使用陶瓷球直径范围(10 50mm)，陶瓷球大小直径差(8 12mm)，陶瓷球与所添加的活性物质的质量比重(1 10)，陶瓷球大小数量的比例(大 中小=1:3:6);所述的干燥气的主要成分为常温状态下纯度99. 999%氮气；所述的粘结剂(PVDF)，主要成分为PVDF，中文名称为聚偏氟乙烯；所述的导电剂，主要成分为导电碳黑、导电石墨；所述的活性物质原材料(磷酸铁锂)、粘结剂(PVDF)、导电碳黑、导电石墨、溶剂 (NMP)所添加的质量比重为“(88 94) (3 5) (2 4) (1 3) (100 120) ”。本发明主要具有以下积极效果和技术特征一种锂离子电池正极浆料制备方法，将传统制备方法中的真空隔离改用干燥气隔 离，有效避免了真空状态对材料分散效果的影响，并采用高温环境存放粘结剂溶液，使粘结 剂在高温环境中完全溶解于溶剂之中，针对导电剂不易分散的问题，采用陶瓷球磨的加工 方式，对导电剂与活性物质混合进行球磨，使之呈干粉状态，提高了导电剂的分散效果。该 发明全面提高了磷酸铁锂电池正极浆料的各项性能参数，对锂离子电池的使用性能是一个 质的提升。
附图是本发明一种锂离子电池正极浆料制备方法的工艺流程示意图；如图所示，图中的阿拉伯数字表示如下1.溶剂(NMP)、2.第一道搅拌工序、3.第二道搅拌工序、4.密封静置、5.粘结剂溶 液、6.活性物质原材料(磷酸铁锂)、7.陶瓷球磨、8.活性物质、9.第三道搅拌工序、10.第 四道搅拌工序、11.正极浆料、12.粘结剂(PVDF)、13.第一道加干燥气工序、14.第二道加干 燥气工序、15.第三道加干燥气工序、16.第四道加干燥气工序、17.导电剂。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明如图所示，溶剂(NMP) 1需放入清洁干燥的搅拌桶中，随后加入粘结剂(PVDF) 12， 并充入干燥气，随后进入第一道搅拌工序2，第一道搅拌工序2采用机械搅拌方式，搅拌机 械参数为10 100转/Min，搅拌5Min，随后进入第二道搅拌工序3，搅拌机械参数改为 1000 1500转/Min，搅拌1H，随后在该半成品溶液中再次充入干燥气，进入密封静置4工 序，在40°C的高温恒温环境中静置6H，制备成粘结剂溶液5 ；活性物质8的制备方法如下， 将活性物质原材料(磷酸铁锂)6装入清洁干燥的陶瓷球磨罐中，随后在活性物质原材料 (磷酸铁锂)6中添加导电剂17，进入陶瓷球磨7工序，将不同直径大小的陶瓷球放入陶瓷 球磨罐，使用500 1000转/min的转速，球磨lh，制备成活性物质8 ；将制备好的粘结剂溶 液5，充入干燥气，使用机械搅拌，转速1000 1500转/Min，搅拌0. 5H，随后加入活性物质 8，搅拌2 3H，制备成分散均勻的正极浆料11 ；所述的溶剂(NMP) 1，主要成分为NMP，中文名称为N-甲基吡咯烷酮；所述的活性物质原材料(磷酸铁锂)6，主要成分为磷酸铁锂；所述的陶瓷球磨7，所使用陶瓷球直径范围(10 50mm)，陶瓷球大小直径差(8 12mm)，陶瓷球与所添加的活性物质8的质量比重(1 10)，陶瓷球大小数量的比例(大 中小=1:3:6);所述的干燥气的主要成分为常温状态下纯度99. 999%氮气；所述的粘结剂(PVDF) 12，主要成分为PVDF，中文名称为聚偏氟乙烯；所述的导电剂17，主要成分为导电碳黑、导电石墨；所述的活性物质原材料(磷酸铁锂)6、粘结剂(PVDF) 12、导电碳黑、导电石墨、溶 剂(NMP) 1所添加的质量比重为“ (88 94) (3 5) (2 4) (1 3) (100 120)，，。
权利要求
一种锂离子电池正极浆料制备方法，它包括溶剂(NMP)(1)、第一道搅拌工序(2)、第二道搅拌工序(3)、密封静置(4)、粘结剂溶液(5)、活性物质原材料(磷酸铁锂)(6)、陶瓷球磨(7)、活性物质(8)、第三道搅拌工序(9)、第四道搅拌工序(10)、正极浆料(11)、粘结剂(PVDF)(12)、第一道加干燥气工序(13)、第二道加干燥气工序(14)、第三道加干燥气工序(15)、第四道加干燥气工序(16)、导电剂(17)组成部分，其特征在于溶剂(NMP)(1)需放入清洁干燥的搅拌桶中，随后加入粘结剂(PVDF)(12)，并充入干燥气，随后进入第一道搅拌工序(2)，第一道搅拌工序(2)采用机械搅拌方式，搅拌机械参数为10～100转/Min，搅拌5Min，随后进入第二道搅拌工序(3)，搅拌机械参数改为1000～1500转/Min，搅拌1H，随后在该半成品溶液中再次充入干燥气，进入密封静置(4)工序，在40℃的高温恒温环境中静置6H，制备成粘结剂溶液(5)；活性物质(8)的制备方法如下，将活性物质原材料(磷酸铁锂)(6)装入清洁干燥的陶瓷球磨罐中，随后在活性物质原材料(磷酸铁锂)(6)中添加导电剂(17)，进入陶瓷球磨(7)工序，将不同直径大小的陶瓷球放入陶瓷球磨罐，使用500～1000转/min的转速，球磨1h，制备成活性物质(8)；将制备好的粘结剂溶液(5)，充入干燥气，使用机械搅拌，转速1000～1500转/Min，搅拌0.5H，随后加入活性物质(8)，搅拌2～3H，制备成分散均匀的正极浆料(11)；
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于所述的溶 剂(NMP) (1)，主要成分为NMP，中文名称为N-甲基吡咯烷酮；
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于所述的活 性物质原材料(磷酸铁锂)(6)，主要成分为磷酸铁锂；
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于所述的陶 瓷球磨(7)，所使用陶瓷球直径范围(10 50mm)，陶瓷球大小直径差(8 12mm)，陶瓷球 与所添加的活性物质⑶的质量比重(1 10)，陶瓷球大小数量的比例(大中小= 1:3:6);
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于所述的干 燥气的主要成分为常温状态下纯度99. 999%氮气；
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在于所述的导 电剂(17)，主要成分为导电碳黑、导电石墨；
7.根据权利要求1或2或3或6所述的一种锂离子电池正极浆料制备方法，其特征在 于所述的活性物质原材料(磷酸铁锂)(6)、粘结剂(PVDF) (12)、导电碳黑、导电石墨、溶剂 (NMP) (1)所添加的质量比重为“(88 94) (3 5) (2 4) (1 3) (100 120)”。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池正极浆料制备方法，旨在提供一种磷酸铁锂电池正极浆料的加工工艺。该制备方法主要采用高温干燥溶解，首先预分散，将溶剂与粘接剂加入搅拌桶中，充入干燥气使用机械搅拌，再充干燥气保护放入高温环境中静置，将粘接剂高温溶解；导电剂与活性物质采用干粉球磨混合方式，将导电剂加入活性物质中通过陶瓷球磨作用，将导电剂均匀地分散在活性物质中；将已混合好的活性物质加入粘接剂溶液中，充入干燥气使用机械搅拌方式将活性物质与粘接剂分散均匀，制备成正极浆料。
文档编号H01M4/1397GK101980396SQ20101028591
公开日2011年2月23日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者袁云泉, 褚百清 申请人:秦皇岛市芯驰光电科技有限公司