专利名称：锂离子电池浆料的制备方法、电池极片和锂离子电池的制作方法
技术领域：
本发明属于锂离子电池制造技术领域，具体涉及ー种锂离子电池浆料的制备方法、电池极片和锂离子电池。
背景技术：
由于锂离子电池具有电压高、比能量大、自放电小、应用温度范围宽、工作电压平稳、贮存寿命长等突出特点，世界各国均对锂离子二次电池在通讯领域、便携式电子产品、电动车、和航天航空等方面的应用表示出极大地兴趣和热情，并且针对锂离子二次电池的性能及制造エ艺进行了不断地探索和改进。近年来，锂离子电池的制造技术有了很大的进歩，但就浆料的制备エ艺而言，大部分公司都沿用传统的制备エ艺，先将粘结剂与溶剂打胶，然后将制备的胶体加入正极活性材料与导电剂的混合物中进行搅拌，搅拌均匀后抽真 空，然后出料、过筛，制得浆料。采用该制备エ艺制备的浆料具有均匀性不好，稳定性不好，浆料放置一段时间后易分层等缺点。采用该浆料制备的锂离子电池的活性物质分布不一，导致每个电池的容量各不相同，对锂离子电池的均一性造成了极大地影响，从而影响了锂离子电池的使用。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的锂离子电池制造中浆料均匀性不好，易分层等缺点，提供一种锂离子电池浆料的制备方法、电池极片和锂离子电池，可以将浆料中各种物质均匀的混合在一起，具有稳定性好，不易分层，无气泡，浆料非常稳定。为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是锂离子电池浆料的制备方法，其中，包括如下步骤a)备料，所述浆料包括正极浆料和负极浆料，备料步骤为准备用于制备正极浆料的正极材料或用于制备负极浆料的负极材料；b)研磨混合，将正极材料或负极材料投入带恒温系统的研磨机中进行正极浆料或负极浆料的混合，使正极浆料或负极浆料磨细并混合均匀；c)球磨，将研磨后的浆料材料投入到密闭的球磨机中进行连续球磨；d)热交換，将球磨后的浆料材料通过热交換管道，热交换处理后浆料材料温度为恒定值；e)抽真空脱泡，将热交换处理后的浆料材料注入一旋转盘中进行高速旋转，并进行抽真空脱泡处理；f)过滤除铁，将脱泡后的浆料材料送入ー带有磁性的过滤网，过滤浆料材料中的杂质；g)固定切割，将除铁后的浆料材料引入到设置有多刀片的固定切割管中，对浆料进行多次切割。优选地，用于制备正极浆料的所述正极材料包括100份正极活性材料(重量)，1-10份第一导电剂A (重量)，1-10份第二导电剂B (重量)，2-8份粘结剂C (重量)，60-120份溶剂D(重量)；用于制备负极浆料的所述负极材料包括100份负极活性材料(重量)，1-10份导电剂E (重量)，1-10份粘结剂F (重量)，60-120份溶剂G (重量)。所述研磨机为ー种搅拌球磨机，所述搅拌球磨机在物料混合过程中的エ艺參数为转速为100-3000rpm，研磨球直径为1-lOmm，球料比为I : 10-1 3，研磨时间为l_4h。所述球磨机为小磨介球磨机，所述小磨介球磨机在物料混合过程中的エ艺參数为转速为500-5000rpm，研磨球的直径为O. 1-lmm，球料比为I : 10-1 3，球磨时间为l_5min。所述研磨设备和球磨设备均设置有恒温系统，恒定温度为20-45度。
所述旋转盘的旋转速度为500_5000rpm。所述研磨后的浆料材料的粘度范围为2000-30000cp。所述固定切割管包括有12-25个刀片。电池极片，其中，所述电池极片包括有集流体以及涂布在集流体上的采用上述方法制备而成的浆料。锂离子电池，其中，所述锂离子电池包括有壳体、位于壳体内部的电芯以及位于电芯两端的上述电池极片。综上，本发明的有益效果是本发明的锂离子电池浆料的制备方法、电池极片和锂离子电池，有益的技术效果在于1)用于制备浆料的正极材料或负极材料，除溶剂外，采用一次性加料，不需要多次加料，简单易行；2)本发明物料的混合不采用不同的搅拌机，而是研磨加球磨结合，研磨时采用大的研磨球，可以将大粒的材料碾碎，球磨是采用小的研磨球可以进ー步将浆料细化分散，保证了球磨后可以得到相对均匀的浆料，有效提高浆料的质量；3)本发明采用在高速旋转的旋转盘中旋转后进入抽真空除泡，可以有效除泡；极大提高浆料的物理稳定性，不容易分层和沉降，4)采用具有12-25个刀片的固定切割管，可以将浆料分成212-215段，保证了浆料的均匀性和纳米特性，可以保持超过72小时及以上而不发生分层等优点。从而为锂离子电池生产的一致性打下了良好的基础。
具体实施例方式本发明公开了ー种锂离子电池浆料的制备方法，其中，包括如下步骤a)备料，所述浆料包括正极浆料和负极浆料，备料步骤为准备用于制备正极浆料的正极材料或用于制备负极浆料的负极材料；b)研磨混合，将正极材料或负极材料投入带恒温系统的研磨机中进行正极浆料或负极浆料的混合，使正极浆料或负极浆料磨细并混合均匀；c)球磨，将研磨后的浆料材料投入到密闭的球磨机中进行连续球磨；d)热交換，将球磨后的浆料材料通过热交換管道，热交换处理后浆料材料温度为恒定值；e)抽真空脱泡，将热交换处理后的浆料材料注入一旋转盘中进行高速旋转，并进行抽真空脱泡处理；
f)过滤除铁，将脱泡后的浆料材料送入ー带有磁性的过滤网，过滤浆料材料中的杂质；g)固定切割，将除铁后的浆料材料引入到设置有多刀片的固定切割管中，对浆料进行多次切割。优选地，用于制备正极浆料的所述正极材料包括100份正极活性材料(重量)，1-10份第一导电剂A (重量)，1-10份第二导电剂B (重量)，2-8份粘结剂C (重量)，60-120份溶剂D(重量)；用于制备负极浆料的所述负极材料包括100份负极活性材料(重量)，1-10份导电剂E (重量)，1-10份粘结剂F (重量)，60-120份溶剂G (重量)。所述研磨机为ー种搅拌球磨机，所述搅拌球磨机在物料混合过程中的エ艺參数为转速为100-3000rpm，研磨球直径为1-lOmm，球料比为I : 10-1 3，研磨时间为l_4h。 所述球磨机为小磨介球磨机，所述小磨介球磨机在物料混合过程中的エ艺參数为转速为500-5000rpm，研磨球的直径为O. 1-lmm，球料比为I : 10-1 3，球磨时间为
l-5min。所述研磨设备和球磨设备均设置有恒温系统，恒定温度为20-45度。所述旋转盘的旋转速度为500_5000rpm。所述研磨后的浆料材料的粘度范围为2000-30000cp。所述固定切割管包括有12-25个刀片。本发明公开ー种电池极片，其中，所述电池极片包括有集流体以及涂布在集流体上的采用上述方法制备而成的浆料。以及本发明公开ー种锂离子电池，其中，所述锂离子电池包括有壳体、位于壳体内部的电芯以及位于电芯两端的上述电池极片。以下为具体实施例的说明本实施例提供了一种锂离子电池浆料的制备方法，包括如下步骤I)备料，所述浆料包括正极浆料和负极浆料，准备用于正极浆料的正极材料或用于负极浆料的负极材料；所述正极材料或负极材料是指制备锂离子电池正极浆料或负极浆料所需的各种原料，包括活性材料、导电剂、粘结剂、溶剂等。2)混料，在本步骤中优选地采用研磨粉碎机械，如搅拌球磨机进行正极物料的混合，这样可以在达到混合目的的同时将正极材料或负极浆料研磨到一定细度，提高浆料的品质。采用搅拌球磨机进行物料混合时，其エ艺參数优选为转速为100rpm-3000rpm,研磨球直径为1-lOmm，球料比为I : 10_1 3，研磨时间为l_4h ;在该エ艺中球料比不能过低或过高，料多球少，容易使浆料混合不均匀，球磨不均匀；球料比过高，球多料少，容易把料磨得过细，易把球打碎。球磨频率也不能过高，频率过高，向心力过大，球贴紧缸壁和壁一起运动，不能将浆料很好的混合，频率过低，向心力过小，同样也不能将浆料很好的混合，最好优选50Hz，在此频率下可以起到较好的混合效果。球磨时间容易影响到料的混合均匀，球磨时间过长会把浆料磨得过细，破坏有效成分的结构，球磨时间过短，起不到混合的效果，不能将浆料混合均匀。研磨后还需要根据浆料的粘度，加入溶剂来调节浆料的粘度；3)球磨，为了防止研磨过程中颗粒没有被充分碾细，在研磨中采用极短的时间，对浆料进行进一歩的球磨。该エ序采用小磨介球磨机，其エ艺參数优选为转速为500-5000rpm,研磨球的直径为O. 1-lmm,球料比为I : 10-1 : 3,球磨时间为l_5min。4)热交换，将球磨后的浆料通过热交換管道，恒定浆料的温度；5)抽真空脱泡，将热交換后的浆料注入一旋转盘中高速旋转，旋转速度为500-5000rpm ;并进行抽真空脱泡；6)过滤除铁，将脱泡后的浆料进入一帯有磁性的过滤网，过滤浆料中的杂质；7)固定切割，将除铁后的浆料引入到带有多刀片的固定切割管中，对浆料进行多次切割。所述固定切割管包括有12-25个刀片，可以对浆料进行212-225切割。经过切割后的浆料已经完全混合，已没有必要在经过其他エ序的处理。以下是采用该浆料制备方法制备的浆料在搅拌后浆料粒径的变化情況。活性物质 原始的颗粒尺寸D5(i = I. 19um,搅拌结束后粒径D5tl = O. 58um,经过I天后D5tl = O. 58um, D90=I. 8Ium ；2 天后 D50 = O. 67um, D90 = 2. 21um, 3 天后 D50 不变，D90 = 2. 35um。从搅拌前后粒径大小上看，采用该方法制备的浆料具有较小的粒径。随着搅拌后浆料保持时间的增长，浆料粒径变化较小，说明了采用该制备方法的浆料的均一性较好，没有出现大的团聚，稳定性较好。
权利要求
1.锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于包括如下步骤 a)备料，所述浆料包括正极浆料和负极浆料，备料步骤为准备用于制备正极浆料的正极材料或用于制备负极浆料的负极材料； b)研磨混合，将正极材料或负极材料投入带恒温系统的研磨机中进行正极浆料或负极浆料的混合，使正极浆料或负极浆料磨细并混合均匀； c)球磨，将研磨后的浆料材料投入到密闭的球磨机中进行连续球磨； d)热交换，将球磨后的浆料材料通过热交换管道，热交换处理后浆料材料温度为恒定值； e)抽真空脱泡，将热交换处理后的浆料材料注入一旋转盘中进行高速旋转，并进行抽真空脱泡处理； f)过滤除铁,将脱泡后的浆料材料送入一带有磁性的过滤网，过滤浆料材料中的杂质； g)固定切割，将除铁后的浆料材料引入到设置有多刀片的固定切割管中，对浆料进行多次切割。
2.根据权利要求I所述的锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于用于制备正极浆料的所述正极材料包括100份正极活性材料(重量)，1-10份第一导电剂A (重量)，1-10份第二导电剂B (重量)，2-8份粘结剂C (重量)，60-120份溶剂D (重量)；用于制备负极浆料的所述负极材料包括100份负极活性材料(重量)，1-10份导电剂E (重量)，1-10份粘结剂F (重量)，60-120份溶剂G (重量)。
3.根据权利要求I所述的锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于所述研磨机为一种搅拌球磨机，所述搅拌球磨机在物料混合过程中的工艺参数为转速为100-3000rpm,研磨球直径为1-lOmm，球料比为I : 10_1 3，研磨时间为l_4h。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于所述球磨机为小磨介球磨机，所述小磨介球磨机在物料混合过程中的工艺参数为转速为500-5000rpm，研磨球的直径为O. 1-lmm，球料比为I : 10-1 3，球磨时间为l_5min。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于所述研磨设备和球磨设备均设置有恒温系统，恒定温度为20-45度。
6.根据权利要求I所述的锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于所述旋转盘的旋转速度为500-5000rpm。
7.根据权利要求I所述的锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于所述研磨后的浆料材料的粘度范围为2000-30000cp。
8.根据权利要求I所述的锂离子电池浆料的制备方法，其特征在于所述固定切割管包括有12-25个刀片。
9.电池极片，其特征在于所述电池极片包括有集流体以及涂布在集流体上的采用如权利要求I至8中任何一项所述方法制备而成的浆料。
10.锂离子电池，其特征在于所述锂离子电池包括有壳体、位于壳体内部的电芯以及位于电芯两端的如权利要求9所述电池极片。
全文摘要
本发明解决现有的锂离子电池制造中浆料均匀性不好，易分层等缺点，提供一种锂离子电池浆料的制备方法、电池极片和锂离子电池，可以将浆料中各种物质均匀的混合在一起，稳定性好，不易分层，无气泡，浆料稳定。锂离子电池浆料的制备方法，包括如下步骤a)备料；b)研磨混合，将正极或负极材料投入带恒温系统的研磨机中混合；c)球磨，将研磨后的浆料材料投入到密闭的球磨机中进行连续球磨；d)热交换，通过热交换管道处理后浆料材料温度为恒定值；e)抽真空脱泡，将浆料材料注入一旋转盘中进行高速旋转，并抽真空脱泡；f)过滤除铁，将浆料材料送入一带有磁性的过滤网过滤杂质；g)固定切割，将浆料材料引入到固定切割管中进行多次切割。
文档编号H01M4/139GK102810663SQ20111014835
公开日2012年12月5日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者蔡惠群, 李海军, 罗晓华, 魏银仓, 张兵 申请人:珠海银通新能源有限公司