CN103165865A - 一种锂离子电池电极的水性配方及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的名称是一种锂离子电池电极的水性配方及制备方法。涉及一种锂离子电池正、负极极片的水性配比及制备方法。本发明主要是解决已知的锂离子电池正、负极极片配料中含有油性的粘合剂，或者固含量只有15%的水性粘合剂，油性的粘合剂价格昂贵，且对环境有一定的污染，对操作人员健康有影响，固含量低的水性粘合剂稳定性差，操作不便，影响电池性能的问题。本发明的配方是：增稠剂0.8~1.8份；活性物质90~96份；去离子水60~100份；导电剂1~5份；粘结剂2~5份。本发明的浆料分散性能好，涂布流畅，附着力强、压片延伸性能好，其生产过程对环境无污染，原材料价格便宜。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池正、负极极片的水性配比及制备方法。
背景技术
已知的锂离子电池正、负极极片配料中含有油性的甲基吡咯烷酮(简称NMP)和PVDF粘合剂，或者固含量只有15%的水性粘合剂。这两种配料方法均有它的不足之处：①油性的甲基吡咯烷酮，消防法将其划为第四类第二石油类水溶剂，大气污染防治法将其定位挥发性有机化合物（VOC）而加以控制。NMP不仅价格昂贵且对环境有一定污染，回收装置复杂，成本费用高，对操作人员健康有直接影响；②已有的水性粘合剂由于固含量低，使用要求条件苛刻，稳定性差，不容易操作，其增加容器的占有和运输费用的提高，不能现配现用，并且它本身成本较高。因此现有技术是：生产成本高、生产工艺难、污染大、电池性能差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种材料易得、价格便宜，无环境污染，可即时现场制作、操作简单，适用于各种锂离子电池配料，从而改善浆料分散性能，使涂布流畅，附着力强，压片延伸性能好，电池内阻小，循环性能好的正负极极片配料及其制备方法。
本发明的技术解决方案是：锂离子电池电极的配方如下：
增稠剂： 0.8~1.8份；
活性物质： 90~96份；
去离子水： 60~100份；
导电剂： 1~5份；
粘结剂： 2~5份。
本发明的技术解决方案中所述的增稠剂由去离子水40~60%和食用羧甲基纤维素纳0.5~2%制备，其制备方法是：将食用羧甲基纤维素均匀加入装有离子水的桶内搅拌，低速转10赫兹，分散10赫兹10分钟，在真空度≤-0.08Mpa的真空内中速搅拌。
本发明的技术解决方案中所述的活性物质是正极磷酸铁钒理、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料、负极石墨、石墨烯或钛酸锂；所述的导电剂是超级导电炭黑或石墨；所述的粘结剂是丁本橡胶或聚偏氟乙烯。
本发明的技术解决方案中所述的锂离子电池电极的制备步骤如下：
1.取40-60％去离子水加0.5-2％食用速溶性CMC制胶，加入到混合搅拌机桶内搅拌0.5～2小时制的增稠剂备用；
2.分次投料浸泡活性物质：首次将称取活性物总量的50%投入容器中，加入去离子水总量的25%，待水份吸收后再进行二次投料，将剩余的活性物质50%全部投入容器中，再加入去离子水总量的25%，充分浸泡2～4小时；
3.将已制好的胶加入到浸泡好的活性物质，进行搅拌1～2小时；
4.加入自制增稠剂混合，进行搅拌0.5～1小时；
5.测粘度，粘度控制需达到工艺要求；
6.将浆料用100～120目的筛网过滤；
7.将浆料均匀涂在金属箔上，通过涂布机烘箱烘干，再由对辊压实后，冲切成各种型号的极片。
本发明特点在于：出料时粘度、浆料固含量、均能很好控制。使用本发明的配方不产生气泡、不产生沉淀、浆料流动性好。
具体实施方式
实施例1：
配比如下：
活性物质 92份；
去离子水 76份；
增稠剂 1份；
导电剂 3份；
粘结剂 4份。
1、首先制备增稠剂，由去离子水40~60%和食用羧甲基纤维素纳0.5~2%制备，其制备方法是：将食用羧甲基纤维素均匀加入装有离子水的桶内搅拌，低速转10赫兹，分散10赫兹10分钟，在真空度≤-0.08Mpa的真空内中速搅拌1.5～2小时制得增稠剂备用。
2、将称取活性物总量的50%投入容器中，加入去离子水总量的25%，待水份吸收后再进行二次投料，将剩余的活性物质50%全部投入容器中，再加入去离子水总量的25%，充分浸泡2～4小时。
3、将导电剂3份，加入已制好的增稠剂中，搅拌1.5～2小时。
4、加入已浸泡好的活性物质92份，搅拌2～4小时。
5、加入粘结剂4份，进行搅拌0.5～1小时。
6、测粘度，粘度控制需达到工艺要求。
7、将浆料用100～120目的筛网过滤。
8、将浆料均匀涂在金属箔上，通过涂布机烘箱烘干，再由对辊压实后冲切成各种型号的极片。
实施例2
配比如下：
活性物质 94份；
去离子水 80份；
增稠剂 1份；
导电剂 1.5份；
粘结剂 2.5份。
本实施例制备方法与实施例1相同，不同之处在于实施例2不仅适用于正极配料，同样也适用于负极配料。
实施例3
配比如下：
活性物质 93份；
去离子水 70份；
增稠剂 1份；
导电剂 3份；
粘结剂 3份。
本实施例制备方法与实施例1相同，不同之处在于实施例3中减少了去离子水与增稠剂的配比。
采取本发明配方
1、本发明出料时粘度、浆料固含量、均能很好控制。
2、本发明的配方在涂布过程中涂布流畅无气泡、无划痕、浆料流动性好。
3、本发明做出电池内阻小，以实施例3为例，内阻可控制在0.2 mΩ(以使用日置内阻仪HIOKI 3554测量)。
4、本发明做出电池容量递减率下降缓慢、循环性能好，电池寿命长。以实施例3为例，容量在循环2000次以后容量递减率可控制在20%以内。
Claims (4)
1.一种锂离子电池电极的水性配方及制备方法，其特征是：锂离子电池的配方如下：
增稠剂： 0.8~1.8份；
活性物质： 90~96份；
去离子水： 60~100份；
导电剂： 1~5份；
粘结剂： 2~5份。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电极的水性配方及制备方法，其特征是：所述的增稠剂由去离子水40~60%和食用羧甲基纤维素纳0.5~2%制备，其制备方法是：将食用羧甲基纤维素均匀加入装有离子水的桶内搅拌，低速转10赫兹，分散10赫兹10分钟，在真空度≤-0.08Mpa的真空内中速搅拌。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电极的水性配方及制备方法，其特征是：所述的活性物质是正极磷酸铁钒理、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料、负极石墨、石墨烯或钛酸锂；所述的导电剂是超级导电炭黑或石墨；所述的粘结剂是丁本橡胶或聚偏氟乙烯。
4.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池电极的水性配方及制备方法，其特征是：所述的锂离子电池电极的制备步骤如下：
1）.取40-60％去离子水加0.5-2％食用速溶性CMC制胶，加入到混合搅拌机桶内搅拌0.5～2小时制的增稠剂备用；
2）.分次投料浸泡活性物质：首次将称取活性物总量的50%投入容器中，加入去离子水总量的25%，待水份吸收后再进行二次投料，将剩余的活性物质50%全部投入容器中，再加入去离子水总量的25%，充分浸泡2～4小时；
3）.将已制好的胶加入到浸泡好的活性物质，进行搅拌1～2小时；
4）.加入增稠剂混合，进行搅拌0.5～1小时；
5）.测粘度，粘度控制需达到工艺要求；
6）.将浆料用100～120目的筛网过滤；
7）.将浆料均匀涂在金属箔上，通过涂布机烘箱烘干，再由对辊压实后，冲切成各种型号的极片。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103515615A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-01-15 | 广东志成冠军集团有限公司 | 一种容量型动力锂电池的水系正极浆料及其制备方法 |
| CN103647049A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-03-19 | 合肥国轩高科动力能源股份公司 | 一种磷酸铁锂薄膜电极的制备方法 |
| CN105449205A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-03-30 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种水系磷酸铁锂浆料制备方法 |
| CN109065887A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-12-21 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子动力电池负极的合浆方法 |
| CN109088058A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-12-25 | 河南新太行电源股份有限公司 | 一种锂离子电池硅碳负极材料以及制备工艺 |
| CN113540399A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-22 | 万向一二三股份公司 | 一种高功率锂离子电池用水系负极片及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1691376A (zh) * | 2004-04-26 | 2005-11-02 | 深圳市比克电池有限公司 | 负极活性材料浆料的制备方法及使用该浆料的电极、电池 |
| CN101286563A (zh) * | 2008-04-30 | 2008-10-15 | 东莞市迈科新能源有限公司 | 一种水性胶、应用该水性胶的锂电池及该锂电池的制造方法 |
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2011
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1691376A (zh) * | 2004-04-26 | 2005-11-02 | 深圳市比克电池有限公司 | 负极活性材料浆料的制备方法及使用该浆料的电极、电池 |
| CN101286563A (zh) * | 2008-04-30 | 2008-10-15 | 东莞市迈科新能源有限公司 | 一种水性胶、应用该水性胶的锂电池及该锂电池的制造方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103515615A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-01-15 | 广东志成冠军集团有限公司 | 一种容量型动力锂电池的水系正极浆料及其制备方法 |
| CN103515615B (zh) * | 2013-10-14 | 2016-09-07 | 广东志成冠军集团有限公司 | 一种容量型动力锂电池的水系正极浆料及其制备方法 |
| CN103647049A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-03-19 | 合肥国轩高科动力能源股份公司 | 一种磷酸铁锂薄膜电极的制备方法 |
| CN105449205A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-03-30 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种水系磷酸铁锂浆料制备方法 |
| CN109065887A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-12-21 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子动力电池负极的合浆方法 |
| CN109088058A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-12-25 | 河南新太行电源股份有限公司 | 一种锂离子电池硅碳负极材料以及制备工艺 |
| CN113540399A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-22 | 万向一二三股份公司 | 一种高功率锂离子电池用水系负极片及其制备方法 |
| CN113540399B (zh) * | 2021-06-23 | 2022-06-14 | 万向一二三股份公司 | 一种高功率锂离子电池用水系负极片及其制备方法 |
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