一种负极浆料的制备方法和制备负极浆料的设备与流程

本技术属于电池制造，尤其涉及一种负极浆料的制备方法和制备负极浆料的设备。

背景技术：

1、锂电池负极浆料主要由负极活性物质、导电剂、溶剂、增稠剂、粘结剂和去离子水组成，其主要通过干法搅拌工艺和湿法搅拌工艺制备得到。在现有技术中，干法搅拌工艺是先将增稠剂和去离子水加入搅拌罐中搅拌形成胶液，然后依次加入导电剂、负极活性物质和粘结剂等进行搅拌形成负极浆料。湿法搅拌工艺是先将导电剂、负极活性物质和增稠剂进行预混，然后加入去离子水进行捏合，再加入去离子水进行搅拌形成预混浆料，最后加入粘结剂等进行搅拌形成负极浆料。然而，增稠剂具有很强的吸湿性，目前的制备工艺会让增稠剂与水直接接触，导致增稠剂表面吸水膨胀成膜，严重阻碍其内部的分散，从而形成内干外湿的颗粒，因此需要延长搅拌时间才能将增稠剂充分分散均匀。并且，搅拌时间越长，增稠剂的助悬和增稠作用就会变差，从而直接影响负极浆料的分散效果。

2、因此，有必要开发一种匀浆效率高且浆料分散质量好的负极浆料的制备方法。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种负极浆料的制备方法和制备负极浆料的设备，旨在解决或者部分解决现有的负极浆料的制备方法存在匀浆时间较长和分散效果不好的问题。

2、为实现上述申请目的，本技术采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术提供一种负极浆料的制备方法，包括以下步骤：

4、将增稠剂与第一溶剂进行第一分散处理，得到第一浆料；

5、将导电剂与负极活性材料进行第一混合处理形成预混料，将第二溶剂、分散剂中的至少一种与预混料进行第二分散处理，得到第二浆料；

6、将第一浆料与第二浆料进行第二混合处理形成第三浆料，将第三浆料与粘结剂进行第三混合处理，得到负极浆料；

7、其中，第一溶剂为水溶性有机溶剂。

8、在实施例中，增稠剂和第一溶剂的质量比为1:(0.5～1)。

9、在实施例中，第一分散处理的时间为5min～30min。

10、在实施例中，第一混合处理和第二分散处理的时间分别为10min～40min、10min～60min。

11、在实施例中，第二混合处理和第三混合处理的时间分别为10min～40min、5min～30min。

12、在实施例中，增稠剂选自羧甲基纤维素、羧甲基纤维素盐、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、海藻酸、海藻酸盐、聚乙烯醇、丙烯腈多元共聚物中的至少一种。

13、在实施例中，水溶性有机溶剂选自n-甲基吡咯烷酮、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的至少一种。

14、在实施例中，负极活性材料选自人工石墨、天然石墨、硬碳、软碳中的至少一种。

15、在实施例中，导电剂选自超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维中的至少一种。

16、在实施例中，第二溶剂选自去离子水、n-甲基吡咯烷酮、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的至少一种。

17、在实施例中，分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、聚醚硅油、氢化丁腈橡胶中的至少一种。

18、在实施例中，粘结剂选自丁苯橡胶乳液、聚丙烯酸胶液、聚乙烯丙烯酸胶液、丙烯腈多元共聚物胶液中的至少一种。

19、在实施例中，增稠剂为羧甲基纤维素钠。

20、在实施例中，有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮。

21、在实施例中，第二溶剂为去离子水。

22、在实施例中，第一分散处理和第二分散处理的方式包括搅拌分散、离心剪切分散、超声波分散、球磨分散中的任意一种。

23、在实施例中，第一混合处理、所述第二混合处理和所述第三混合处理的方式包括搅拌分散、离心剪切分散、超声波分散、球磨分散中的任意一种。

24、第二方面，本技术提供一种制备负极浆料的设备，该设备用于实现本技术提供的负极浆料的制备方法，包括：

25、第一浆料制备装置，包括第一计量罐、第二计量罐以及第一搅拌罐；

26、其中，

27、第一计量罐用于计量和存储增稠剂；

28、第二计量罐用于计量和存储第一溶剂；

29、第一搅拌罐分别与第一计量罐和第二计量罐连接，用于接收增稠剂和第一溶剂进行搅拌分散形成第一浆料；

30、第二浆料制备装置，包括第三计量罐、第四计量罐、第二搅拌罐，第五计量罐以及第三搅拌罐；

31、其中，

32、第三计量罐用于计量和存储负极活性材料；

33、第四计量罐用于计量和存储导电剂；

34、第二搅拌罐分别与第三计量罐和第四计量罐连接，用于接收负极活性材料和导电剂进行搅拌混合形成预混料；

35、第五计量罐用于计量和存储第二溶剂；

36、第三搅拌罐分别与第二搅拌罐和第五计量罐连接，用于接收预混料和第二溶剂进行搅拌分散形成第二浆料；

37、第一浆料和第二浆料混合装置，包括螺杆泵、第一隔膜泵、第六计量罐、第四搅拌罐以及第二隔膜泵；

38、其中，

39、螺杆泵分别与第一搅拌罐和第四搅拌罐连接，用于计量和输送第一浆料；

40、第一隔膜泵分别与第三搅拌罐和第四搅拌罐连接，用于输送第二浆料；

41、第六计量罐，与第四搅拌罐连接，用于计量和存储粘结剂；

42、第四搅拌罐用于接收第一浆料、第二浆料和粘结剂进行搅拌混合形成负极浆料；

43、第二隔膜泵，与第四搅拌罐连接，用于将负极浆料输送至涂布机。

44、在实施例中，第二浆料制备装置还包括第七计量罐，第七计量罐与第三搅拌罐连接，用于计量分散剂的质量。

45、与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：

46、本技术第一方面提供的负极浆料的制备方法，第一步，将增稠剂与有机溶剂进行第一分散处理，有利于增稠剂充分分散均匀，减少团聚；第二步，先将导电剂与负极活性材料进行第一混合处理形成预混料，然后将第二溶剂、分散剂中的至少一种与预混料进行第二分散处理，使导电剂充分包覆负极活性材料，有利于导电剂分散更加均匀，减少团聚，从而有利于改善极片表面活性层质量；第三步，先将第一浆料与第二浆料进行第二混合处理形成第三浆料，然后将第三浆料与粘结剂进行第三混合处理得到负极浆料，因此，本技术通过将增稠剂与导电剂/负极性材料分开进行分散，再将分别形成的第一浆料和第二浆料混合均匀，一方面防止增稠剂链段剪切断裂，提升增稠剂的助悬和增稠作用，从而提升所制负极浆料的稳定性。另一方面防止增稠剂与水直接接触，降低增稠剂的吸湿性，有利于各原料快速混合均匀形成负极浆料，缩短搅拌时间，提高生产效率。此外，该制备方法需要设备简单，成本较低。

47、本技术第二方面提供的制备负极浆料的设备，包含第一浆料制备装置、第二浆料制备装置以及第一浆料和第二浆料混合装置，其中，第一浆料制备装置所含的第一计量罐、第二计量罐以及第一搅拌罐可以将增稠剂和第一溶剂搅拌分散形成第一浆料，第二浆料制备装置所含的第三计量罐、第四计量罐、第二搅拌罐可以将负极活性材料和导电剂搅拌混合形成预混料，所含的第五计量罐和第三搅拌罐可以将预混料和第二溶剂搅拌分散形成第二浆料，第一浆料和第二浆料混合装置所含的螺杆泵、第一隔膜泵、第六计量罐和第四搅拌罐可以将第一浆料、第二浆料和粘结剂搅拌混合形成负极浆料，因此，该设备能将增稠剂与导电剂/负极性材料分开进行分散，防止增稠剂与水直接接触，降低增稠剂的吸湿性，有利于各原料快速混合形成稳定的负极浆料，生产效率高，并且设备简单，成本低，还能用于实现本技术提供的负极浆料的制备方法。