一种锂电池负极材料的制备工艺的制作方法

文档序号:12180664阅读:750来源:国知局

本发明涉及锂离子电池配料生产领域,具体是一种锂电池负极材料的制备工艺。



背景技术:

随着电子、航空以及汽车等科技的发展,石油、天然气等不可再生石化燃料的耗竭,空气污染和温室效应等全球性的问题日益受到关注,基于能源技术的发展水平,为了缓解甚至解决这些全球性问题,目前对节能环保移动电源的需求快速增长;由于锂离子电池具有高电压、高容量的优点,且循环寿命长、安全性能好,使其在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面具有广阔的应用前景,成为近几年广为关注的研究热点;现有技术中锂离子电池负极配料生产工艺时间长,需要十个小时左右,设备利用率低,由于锂离子电池的需求在不断增长,因此在保证电池性能的前提下,探求新的生产工艺来提高生产产量以及缩短正负极配料工艺时间尤为重要。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种配料时间短,设备利用率高、成本低的锂电池负极材料的制备工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种锂电池负极材料的制备工艺,所述锂电池负极材料,由以下重量份的配比组成:

CMC:0.5-2.5份

SBR:0.5-2.5份

导电剂:0-4.0份

负极活性物质:41.0-52.0份

溶剂:39.0-58.0份;

所述溶剂为去离子水,所述锂电池负极材料的制备工艺,包括以下步骤:

1)CMC溶液的配制:在搅拌缸中按配比加入CMC、去离子水,低速搅拌10±5分钟,刮料,高速搅拌30±15分钟,制得CMC溶液,取出一部分CMC溶液,放入干净的容器中密封保存;

2)导电胶液的配制:在搅拌缸中添加所述配比的导电剂,低速搅拌10±5分钟,刮料,再次高速搅拌30±15分钟,得到导电胶液;

3)混料:

a.向步骤2制备的导电胶液中加入负极活性物质,低速搅拌15±5分钟,刮料,高速搅拌90±30分钟;

b.搅拌均匀后再加入步骤1中密封保存的CMC溶液,高速搅拌60±30分钟;

c.向步骤b中的混合液里加入SBR,低速搅拌60±30分钟。

作为本发明进一步的方案:所述的导电剂包括石墨导电剂、碳黑导电剂、碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的一种或几种。

作为本发明再进一步的方案:所述负极活性物质包括天然石墨、人造石墨、复合石墨、硅基复合材料、锡基复合材料中的一种或几种。

作为本发明再进一步的方案:所述锂电池负极材料的制备工艺还包括浆料筛网:对步骤3制得的浆料进行粘度测试,粘度合格后对浆料进行过筛,除去大颗粒以防涂布时造成涂布弊病。

作为本发明再进一步的方案:所述的低速搅拌速度为公转15±5Hz、自转15±5Hz;高速搅拌速度为公转30±5Hz、自转30±5Hz。

作为本发明再进一步的方案:所述步骤1中密封保存的CMC溶液占CMC溶液配制总量的20%-80%。

作为本发明再进一步的方案:除加入干粉原料后的低速搅拌外其他工序的搅拌及静置保存均在真空条件下进行。

作为本发明再进一步的方案:本发明制备工艺中所述的刮料具体操作是把搅拌缸壁溅起浆料和搅拌机上的剩余浆料用刮料板刮到搅拌缸里。

本发明中CMC即纤维素羧甲基醚的钠盐,属阴离子型纤维素醚,为白色或乳白色纤维状粉末或颗粒,密度0.5-0.7g/cm3,几乎无臭、无味,具有吸湿性,易于分散在水中成透明胶状溶液,在乙醇等有机溶剂中不溶,在20℃以下粘度迅速上升,45℃时变化较慢,85℃以上长时间加热可使其胶体变性而粘度和性能明显下降。

本发明中SBR即丁苯乳液是由丁二烯与苯乙烯乳液共聚而得,简称SBRL,相对密度0.9~1.05,结合苯乙烯量为23%~85%,大量生产的丁苯乳液结合苯乙烯量在23%~25%,而高苯乙烯乳液(SBR-HSL)结合苯乙烯量则高达80%~85%,一般方法制得的丁苯乳液总固含量为40%~50%,而高固乳液总固含量则在63%~69%。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明解决了目前锂离子电池配料工艺时间长、设备利用率低以及生产量低这三个问题。把锂离子电池配料工艺时间控制在四小时左右,大致是现有技术配料时间的二分之一,这样既提高了设备利用率,又降低了成本,并且不影响电池性能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种锂电池负极材料,由以下重量份的原料制成:

增稠剂:CMC(羧甲基纤维素钠DAICEL2200)15份;

粘结剂:SBR(丁苯橡胶)15份;

导电剂:SP(碳黑导电剂)10份;

负极活性物质:FSNC-1(人造石墨)960份;

溶剂:H2O(去离子水)1200份。

所述锂电池负极材料的制备工艺,包括以下步骤:

1)CMC溶液的配制:在搅拌缸中按配比加入CMC、去离子水,公转15Hz、自转10Hz搅拌10分钟,刮料,公转30Hz、自转30Hz搅拌30分钟,制得CMC溶液,取出1/2的CMC溶液,放入干净的容器中密封保存;

2)导电胶液的配制:在搅拌缸中添加所述配比的导电剂,公转15Hz、自转10Hz搅拌10分钟,刮料,公转30Hz、自转30Hz搅拌30分钟,得到导电胶液;

3)混料:

a.向步骤2制备的导电胶液中加入负极活性物质,公转15Hz、自转10Hz搅拌10分钟,刮料,公转30Hz、自转30Hz搅拌50分钟;

b.搅拌均匀后再加入步骤1中密封保存的CMC溶液,公转30Hz、自转30Hz搅拌30分钟;

c.向步骤b中的混合液里加入SBR,公转20Hz、自转15Hz搅拌30分钟。

加入SBR:加入SBR,公转20Hz、自转15Hz搅拌30分钟。

4)颗粒筛选:对步骤3制备的浆料进行粘度测试,粘度合格后对浆料进行过筛,除去大颗粒以防涂布时造成断带。

实施例2

一种锂电池负极材料,由以下重量份的原料制成:

增稠剂:CMC(羧甲基纤维素钠)15份;

粘结剂:SBR(丁苯橡胶)10份;

导电剂:SP(碳黑导电剂)10份;

负极活性物质:CMB(中间相碳微球)965份;

溶剂:H2O(去离子水)1200份。

所述锂电池负极材料的制备工艺,包括以下步骤:

1)CMC溶液的配制:在搅拌缸中按配比加入CMC、去离子水,公转15Hz、自转10Hz搅拌10分钟,刮料,公转30Hz、自转30Hz真空搅拌30分钟,制得CMC溶液,取出1/3的CMC溶液,放入干净的容器中密封保存;

2)导电胶液的配制:在搅拌缸中添加所述配比的导电剂,公转15Hz、自转10Hz搅拌10分钟,刮料,公转30Hz、自转30Hz搅拌30分钟,得到导电胶液;

3)混料:

a.向步骤2制备的导电胶液中加入负极活性物质,公转15Hz、自转10Hz搅拌10分钟,刮料,公转30Hz、自转30Hz真空搅拌50分钟;

b.搅拌均匀后再加入步骤1中密封保存的CMC溶液,公转30Hz、自转30Hz搅拌30分钟;

c.向步骤b中的混合液里加入SBR,公转20Hz、自转15Hz真空搅拌30分钟。

加入SBR:加入SBR,公转20Hz、自转15Hz搅拌30分钟。

4)颗粒筛选:对步骤3制备的浆料进行粘度测试,粘度合格后对浆料进行过筛,除去大颗粒以防涂布时造成断带。上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

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