專利名稱：鋰離子電池漿料的制備方法、電池極片和鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池制造技術(shù)領域，具體涉及ー種鋰離子電池漿料的制備方法、電池極片和鋰離子電池。
背景技術(shù)：
由于鋰離子電池具有電壓高、比能量大、自放電小、應用溫度范圍寬、工作電壓平穩(wěn)、貯存壽命長等突出特點，世界各國均對鋰離子二次電池在通訊領域、便攜式電子產(chǎn)品、電動車、和航天航空等方面的應用表示出極大地興趣和熱情，并且針對鋰離子二次電池的性能及制造エ藝進行了不斷地探索和改進。近年來，鋰離子電池的制造技術(shù)有了很大的進歩，但就漿料的制備エ藝而言，大部分公司都沿用傳統(tǒng)的制備エ藝，先將粘結(jié)劑與溶劑打膠，然后將制備的膠體加入正極活性材料與導電劑的混合物中進行攪拌，攪拌均勻后抽真 空，然后出料、過篩，制得漿料。采用該制備エ藝制備的漿料具有均勻性不好，穩(wěn)定性不好，漿料放置一段時間后易分層等缺點。采用該漿料制備的鋰離子電池的活性物質(zhì)分布不一，導致每個電池的容量各不相同，對鋰離子電池的均一性造成了極大地影響，從而影響了鋰離子電池的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的鋰離子電池制造中漿料均勻性不好，易分層等缺點，提供一種鋰離子電池漿料的制備方法、電池極片和鋰離子電池，可以將漿料中各種物質(zhì)均勻的混合在一起，具有穩(wěn)定性好，不易分層，無氣泡，漿料非常穩(wěn)定。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是鋰離子電池漿料的制備方法，其中，包括如下步驟a)備料，所述漿料包括正極漿料和負極漿料，備料步驟為準備用于制備正極漿料的正極材料或用于制備負極漿料的負極材料；b)研磨混合，將正極材料或負極材料投入帶恒溫系統(tǒng)的研磨機中進行正極漿料或負極漿料的混合，使正極漿料或負極漿料磨細并混合均勻；c)球磨，將研磨后的漿料材料投入到密閉的球磨機中進行連續(xù)球磨；d)熱交換，將球磨后的漿料材料通過熱交換管道，熱交換處理后漿料材料溫度為恒定值；e)抽真空脫泡，將熱交換處理后的漿料材料注入一旋轉(zhuǎn)盤中進行高速旋轉(zhuǎn)，并進行抽真空脫泡處理；f)過濾除鐵，將脫泡后的漿料材料送入ー帶有磁性的過濾網(wǎng)，過濾漿料材料中的雜質(zhì)；g)固定切割，將除鐵后的漿料材料引入到設置有多刀片的固定切割管中，對漿料進行多次切割。優(yōu)選地，用于制備正極漿料的所述正極材料包括100份正極活性材料(重量)，1-10份第一導電劑A (重量)，1-10份第二導電劑B (重量)，2-8份粘結(jié)劑C (重量)，60-120份溶劑D(重量)；用于制備負極漿料的所述負極材料包括100份負極活性材料(重量)，1-10份導電劑E (重量)，1-10份粘結(jié)劑F (重量)，60-120份溶劑G (重量)。所述研磨機為ー種攪拌球磨機，所述攪拌球磨機在物料混合過程中的エ藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速為100-3000rpm，研磨球直徑為1-lOmm，球料比為I : 10-1 3，研磨時間為l_4h。所述球磨機為小磨介球磨機，所述小磨介球磨機在物料混合過程中的エ藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速為500-5000rpm，研磨球的直徑為O. 1-lmm，球料比為I : 10-1 3，球磨時間為l_5min。所述研磨設備和球磨設備均設置有恒溫系統(tǒng)，恒定溫度為20-45度。
所述旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)速度為500_5000rpm。所述研磨后的漿料材料的粘度范圍為2000-30000cp。所述固定切割管包括有12-25個刀片。電池極片，其中，所述電池極片包括有集流體以及涂布在集流體上的采用上述方法制備而成的漿料。鋰離子電池，其中，所述鋰離子電池包括有殼體、位于殼體內(nèi)部的電芯以及位于電芯兩端的上述電池極片。綜上，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的鋰離子電池漿料的制備方法、電池極片和鋰離子電池，有益的技術(shù)效果在于1)用于制備漿料的正極材料或負極材料，除溶劑外，采用一次性加料，不需要多次加料，簡單易行；2)本發(fā)明物料的混合不采用不同的攪拌機，而是研磨加球磨結(jié)合，研磨時采用大的研磨球，可以將大粒的材料碾碎，球磨是采用小的研磨球可以進ー步將漿料細化分散，保證了球磨后可以得到相對均勻的漿料，有效提高漿料的質(zhì)量；3)本發(fā)明采用在高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)盤中旋轉(zhuǎn)后進入抽真空除泡，可以有效除泡；極大提高漿料的物理穩(wěn)定性，不容易分層和沉降，4)采用具有12-25個刀片的固定切割管，可以將漿料分成212-215段，保證了漿料的均勻性和納米特性，可以保持超過72小時及以上而不發(fā)生分層等優(yōu)點。從而為鋰離子電池生產(chǎn)的一致性打下了良好的基礎。
具體實施例方式本發(fā)明公開了ー種鋰離子電池漿料的制備方法，其中，包括如下步驟a)備料，所述漿料包括正極漿料和負極漿料，備料步驟為準備用于制備正極漿料的正極材料或用于制備負極漿料的負極材料；b)研磨混合，將正極材料或負極材料投入帶恒溫系統(tǒng)的研磨機中進行正極漿料或負極漿料的混合，使正極漿料或負極漿料磨細并混合均勻；c)球磨，將研磨后的漿料材料投入到密閉的球磨機中進行連續(xù)球磨；d)熱交換，將球磨后的漿料材料通過熱交換管道，熱交換處理后漿料材料溫度為恒定值；e)抽真空脫泡，將熱交換處理后的漿料材料注入一旋轉(zhuǎn)盤中進行高速旋轉(zhuǎn)，并進行抽真空脫泡處理；
f)過濾除鐵，將脫泡后的漿料材料送入ー帶有磁性的過濾網(wǎng)，過濾漿料材料中的雜質(zhì)；g)固定切割，將除鐵后的漿料材料引入到設置有多刀片的固定切割管中，對漿料進行多次切割。優(yōu)選地，用于制備正極漿料的所述正極材料包括100份正極活性材料(重量)，1-10份第一導電劑A (重量)，1-10份第二導電劑B (重量)，2-8份粘結(jié)劑C (重量)，60-120份溶劑D(重量)；用于制備負極漿料的所述負極材料包括100份負極活性材料(重量)，1-10份導電劑E (重量)，1-10份粘結(jié)劑F (重量)，60-120份溶劑G (重量)。所述研磨機為ー種攪拌球磨機，所述攪拌球磨機在物料混合過程中的エ藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速為100-3000rpm，研磨球直徑為1-lOmm，球料比為I : 10-1 3，研磨時間為l_4h。 所述球磨機為小磨介球磨機，所述小磨介球磨機在物料混合過程中的エ藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速為500-5000rpm，研磨球的直徑為O. 1-lmm，球料比為I : 10-1 3，球磨時間為
l-5min。所述研磨設備和球磨設備均設置有恒溫系統(tǒng)，恒定溫度為20-45度。所述旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)速度為500_5000rpm。所述研磨后的漿料材料的粘度范圍為2000-30000cp。所述固定切割管包括有12-25個刀片。本發(fā)明公開ー種電池極片，其中，所述電池極片包括有集流體以及涂布在集流體上的采用上述方法制備而成的漿料。以及本發(fā)明公開ー種鋰離子電池，其中，所述鋰離子電池包括有殼體、位于殼體內(nèi)部的電芯以及位于電芯兩端的上述電池極片。以下為具體實施例的說明本實施例提供了一種鋰離子電池漿料的制備方法，包括如下步驟I)備料，所述漿料包括正極漿料和負極漿料，準備用于正極漿料的正極材料或用于負極漿料的負極材料；所述正極材料或負極材料是指制備鋰離子電池正極漿料或負極漿料所需的各種原料，包括活性材料、導電劑、粘結(jié)劑、溶劑等。2)混料，在本步驟中優(yōu)選地采用研磨粉碎機械，如攪拌球磨機進行正極物料的混合，這樣可以在達到混合目的的同時將正極材料或負極漿料研磨到一定細度，提高漿料的品質(zhì)。采用攪拌球磨機進行物料混合時，其エ藝參數(shù)優(yōu)選為轉(zhuǎn)速為100rpm-3000rpm,研磨球直徑為1-lOmm，球料比為I : 10_1 3，研磨時間為l_4h ;在該エ藝中球料比不能過低或過高，料多球少，容易使?jié){料混合不均勻，球磨不均勻；球料比過高，球多料少，容易把料磨得過細，易把球打碎。球磨頻率也不能過高，頻率過高，向心力過大，球貼緊缸壁和壁一起運動，不能將漿料很好的混合，頻率過低，向心力過小，同樣也不能將漿料很好的混合，最好優(yōu)選50Hz，在此頻率下可以起到較好的混合效果。球磨時間容易影響到料的混合均勻，球磨時間過長會把漿料磨得過細，破壞有效成分的結(jié)構(gòu)，球磨時間過短，起不到混合的效果，不能將漿料混合均勻。研磨后還需要根據(jù)漿料的粘度，加入溶劑來調(diào)節(jié)漿料的粘度；3)球磨，為了防止研磨過程中顆粒沒有被充分碾細，在研磨中采用極短的時間，對漿料進行進一歩的球磨。該エ序采用小磨介球磨機，其エ藝參數(shù)優(yōu)選為轉(zhuǎn)速為500-5000rpm,研磨球的直徑為O. 1-lmm,球料比為I : 10-1 : 3,球磨時間為l_5min。4)熱交換，將球磨后的漿料通過熱交換管道，恒定漿料的溫度；5)抽真空脫泡，將熱交換后的漿料注入一旋轉(zhuǎn)盤中高速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度為500-5000rpm ;并進行抽真空脫泡；6)過濾除鐵，將脫泡后的漿料進入一帯有磁性的過濾網(wǎng)，過濾漿料中的雜質(zhì)；7)固定切割，將除鐵后的漿料引入到帶有多刀片的固定切割管中，對漿料進行多次切割。所述固定切割管包括有12-25個刀片，可以對漿料進行212-225切割。經(jīng)過切割后的漿料已經(jīng)完全混合，已沒有必要在經(jīng)過其他エ序的處理。以下是采用該漿料制備方法制備的漿料在攪拌后漿料粒徑的變化情況?；钚晕镔|(zhì) 原始的顆粒尺寸D5(i = I. 19um,攪拌結(jié)束后粒徑D5tl = O. 58um,經(jīng)過I天后D5tl = O. 58um, D90=I. 8Ium ；2 天后 D50 = O. 67um, D90 = 2. 21um, 3 天后 D50 不變，D90 = 2. 35um。從攪拌前后粒徑大小上看，采用該方法制備的漿料具有較小的粒徑。隨著攪拌后漿料保持時間的增長，漿料粒徑變化較小，說明了采用該制備方法的漿料的均一性較好，沒有出現(xiàn)大的團聚，穩(wěn)定性較好。
權(quán)利要求
1.鋰離子電池漿料的制備方法，其特征在于包括如下步驟 a)備料，所述漿料包括正極漿料和負極漿料，備料步驟為準備用于制備正極漿料的正極材料或用于制備負極漿料的負極材料； b)研磨混合，將正極材料或負極材料投入帶恒溫系統(tǒng)的研磨機中進行正極漿料或負極漿料的混合，使正極漿料或負極漿料磨細并混合均勻； c)球磨，將研磨后的漿料材料投入到密閉的球磨機中進行連續(xù)球磨； d)熱交換，將球磨后的漿料材料通過熱交換管道，熱交換處理后漿料材料溫度為恒定值； e)抽真空脫泡，將熱交換處理后的漿料材料注入一旋轉(zhuǎn)盤中進行高速旋轉(zhuǎn)，并進行抽真空脫泡處理； f)過濾除鐵,將脫泡后的漿料材料送入一帶有磁性的過濾網(wǎng)，過濾漿料材料中的雜質(zhì)； g)固定切割，將除鐵后的漿料材料引入到設置有多刀片的固定切割管中，對漿料進行多次切割。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池漿料的制備方法，其特征在于用于制備正極漿料的所述正極材料包括100份正極活性材料(重量)，1-10份第一導電劑A (重量)，1-10份第二導電劑B (重量)，2-8份粘結(jié)劑C (重量)，60-120份溶劑D (重量)；用于制備負極漿料的所述負極材料包括100份負極活性材料(重量)，1-10份導電劑E (重量)，1-10份粘結(jié)劑F (重量)，60-120份溶劑G (重量)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池漿料的制備方法，其特征在于所述研磨機為一種攪拌球磨機，所述攪拌球磨機在物料混合過程中的工藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速為100-3000rpm,研磨球直徑為1-lOmm，球料比為I : 10_1 3，研磨時間為l_4h。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池漿料的制備方法，其特征在于所述球磨機為小磨介球磨機，所述小磨介球磨機在物料混合過程中的工藝參數(shù)為轉(zhuǎn)速為500-5000rpm，研磨球的直徑為O. 1-lmm，球料比為I : 10-1 3，球磨時間為l_5min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池漿料的制備方法，其特征在于所述研磨設備和球磨設備均設置有恒溫系統(tǒng)，恒定溫度為20-45度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池漿料的制備方法，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)速度為500-5000rpm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池漿料的制備方法，其特征在于所述研磨后的漿料材料的粘度范圍為2000-30000cp。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池漿料的制備方法，其特征在于所述固定切割管包括有12-25個刀片。
9.電池極片，其特征在于所述電池極片包括有集流體以及涂布在集流體上的采用如權(quán)利要求I至8中任何一項所述方法制備而成的漿料。
10.鋰離子電池，其特征在于所述鋰離子電池包括有殼體、位于殼體內(nèi)部的電芯以及位于電芯兩端的如權(quán)利要求9所述電池極片。
全文摘要
本發(fā)明解決現(xiàn)有的鋰離子電池制造中漿料均勻性不好，易分層等缺點，提供一種鋰離子電池漿料的制備方法、電池極片和鋰離子電池，可以將漿料中各種物質(zhì)均勻的混合在一起，穩(wěn)定性好，不易分層，無氣泡，漿料穩(wěn)定。鋰離子電池漿料的制備方法，包括如下步驟a)備料；b)研磨混合，將正極或負極材料投入帶恒溫系統(tǒng)的研磨機中混合；c)球磨，將研磨后的漿料材料投入到密閉的球磨機中進行連續(xù)球磨；d)熱交換，通過熱交換管道處理后漿料材料溫度為恒定值；e)抽真空脫泡，將漿料材料注入一旋轉(zhuǎn)盤中進行高速旋轉(zhuǎn)，并抽真空脫泡；f)過濾除鐵，將漿料材料送入一帶有磁性的過濾網(wǎng)過濾雜質(zhì)；g)固定切割，將漿料材料引入到固定切割管中進行多次切割。
文檔編號H01M4/139GK102810663SQ20111014835
公開日2012年12月5日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者蔡惠群, 李海軍, 羅曉華, 魏銀倉, 張兵 申請人:珠海銀通新能源有限公司