技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
锂离子电池负极浆料的制备方法。
背景技术
[0002] 锂离子电池的负极浆料一般采用天然
石墨负极，也有部分人造石墨负极，而负极浆料的混合方式对负极的性能具有较大影响，并且，不同的混料方式材料的分散程度也不尽相同，负极浆料的分散度越高，则涂布性能越好，越能够形成致密且厚度较低的负极
活性层，进而提高负极的
倍率性能以及
能量密度，本发明提出了一种混料方法，通过控制浆料的固含量和
粘度等参数，能够迅速制备得到浆料，缩短了制备时间，提高了浆料的分散程度。
发明内容
[0003] 本发明提供了一种锂离子电池负极浆料的制备方法，其中所述负极浆料中包括天然石墨、人造石墨、导电剂，分散剂和粘结剂，其中所述天然石墨的平均粒径为8-14微米，所述人造石墨包括平均粒径为3-10微米的第一颗粒以及平均粒径为12-16微米的第二颗粒；所述第一颗粒，天然石墨，和第二颗粒的平均粒径依次增大；所述负极浆料制备方法包括；
先制备固含量为74-78％且包括第一颗粒的第一浆料；制备固含量为76-80％且包括石墨颗粒的第二浆料；以及制备固含量为78-82％且包括第二颗粒的第三浆料；所述第一，第二，第三浆料的固含量依次增大；所述第一，第二，第三浆料可存储一段时间，待需要制备负极浆料时，将第一浆料，第二浆料，第三浆料混合，然后加入导电剂和粘结剂调节导电剂和粘结剂达到预定含量，然后加入
溶剂调节固含量为50-56％，得到所述负极浆料。本发明提供的方法，可以预先制备第一，第二，第三浆料进行存储，待需要制备负极浆料时，仅需要将三种浆料混合调制，缩短了混料时间，并且能够提高负极活性材料的分散程度。
[0004] 具体的方案如下：
[0005] 一种锂离子电池负极浆料的制备方法，其中包括以下步骤：
[0006] 1)提供分散剂和粘结剂溶于溶剂中，得到分散剂溶液；将人造石墨的第一颗粒加入到搅拌釜中，所述第一颗粒的平均粒径为3-10微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述分散剂溶液，调节固含量为74-78％，得到第一浆料，所述第一浆料中，
质量比，第一颗粒：分散剂：粘结剂＝100:2-4:0.5-1；
[0007] 2)提供分散剂和粘结剂溶于溶剂中，得到分散剂溶液；将天然石墨加入到搅拌釜中，所述天然石墨的平均粒径为8-14微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述分散剂溶液，调节固含量为74-78％，得到第二浆料，所述第二浆料中，质量比，天然石墨：分散剂：粘结剂＝100:2-4:0.8-1.2；
[0008] 3)提供分散剂和粘结剂溶于溶剂中，得到分散剂溶液；将人造石墨的第二颗粒加入到搅拌釜中，所述第二颗粒的平均粒径为12-16微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述分散剂溶液，调节固含量为74-78％，得到第三浆料，所述第三浆料中，质量比，第二颗粒：分散剂：粘结剂＝100:2-4:1-1.5；
[0009] 4)提供分散剂和粘结剂溶于溶剂中，得到分散剂溶液；在搅拌的情况下，将导电剂加入到分散剂溶液中，调节固含量为50-56％，得到导电剂浆料，所述导电剂浆料中，质量比，导电剂：分散剂：粘结剂＝100:2-4:3-4；
[0010] 5)按照质量比，第一颗粒：天然石墨：第二颗粒＝12:40:48-25:55:20的比例混合第一浆料，第二浆料和第三浆料，搅拌均匀；
[0011] 6)按照导电剂占活性材料总质量的3-5％的比例加入导电剂浆料，然后在搅拌的状态下加入溶剂调节浆料的固含量为50-56％；
[0012] 7)加入粘结剂搅拌，调整粘结剂含量为活性材料总质量的3-4％得到所述负极浆料。
[0013] 进一步的，其中所述第一，第二，第三浆料的固含量依次增大。
[0014] 进一步的，其中所述第一，第二，第三浆料的中粘结剂的含量依次增大。
[0015] 进一步的，其中所述第一颗粒，天然石墨，第二颗粒的平均粒径依次增大。
[0016] 进一步的，所述粘结剂选自SBR。
[0017] 进一步的，所述溶剂为去离子
水，所述分散剂为羧甲基
纤维素CMC，所述导电剂选自
乙炔黑，超导
炭黑，
碳纳米管，碳
纳米纤维，科琴黑。
[0018] 进一步的，其中所述步骤5前，将所述第一，第二，第三浆料存储部分时间，再进行步骤5的混合，可以存储12h以上，24h以上、48h以内。
[0019] 本发明具有如下有益效果：
[0020] 1)、先分别制备预制浆料，待需要制备负极浆料时，仅需要将预制浆料混合，缩短了浆料的分散时间；
[0021] 2)预制的第一，第二，第三浆料具有较高的固含量和粘度，在搅拌过程中使用粘结剂较少，搅拌混合时通过搅拌高固含量的浆料，浆料内部具有较强的剪切
力，更有利于粉料的分散，避免团聚；并且获得的预制浆料能够稳定存储较长时间；
[0022] 3)本发明的方法，预制浆料能够存储48-72h，并且将预制浆料进一步混合为负极浆料的分散时间能够缩短至3小时以内，可以提高浆料制备工艺的灵活性；
[0023] 4)本发明使用不同粒径的天然石墨和人造石墨颗粒，能够获得分散度高，且涂布性能好的负极浆料，并且通过本发明的方法得到的浆料，团聚现象明显降低，分散性提高，浆料过筛后，筛上残余量小于1％；
[0024] 5)本发明根据不同的活性材料的结构参数，分别制浆，调整不同的制浆参数，有利于材料的分散以及提高浆料的
稳定性。
具体实施方式
[0025] 本发明下面将通过具体的
实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
[0026] 实施例1
[0027] 1)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；将人造石墨的第一颗粒加入到搅拌釜中，所述第一颗粒的平均粒径为3微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述CMC溶液，调节固含量为74％，搅拌2.5h，得到第一浆料，所述第一浆料中，质量比，第一颗粒：CMC：SBR＝100:2:0.5；
[0028] 2)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；将天然石墨加入到搅拌釜中，所述天然石墨的平均粒径为8微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述CMC溶液，调节固含量为76％，搅拌2.5h，得到第二浆料，所述第二浆料中，质量比，天然石墨：CMC：SBR＝100:2:0.8；
[0029] 3)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；将人造石墨的第二颗粒加入到搅拌釜中，所述第二颗粒的平均粒径为12微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述CMC溶液，调节固含量为78％，搅拌2.5h，得到第三浆料，所述第三浆料中，质量比，第二颗粒：CMC：SBR＝100:2:1；
[0030] 4)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；在搅拌的情况下，将乙炔黑加入到CMC溶液中，调节固含量为50％，搅拌2.5h，得到乙炔黑浆料，所述乙炔黑浆料中，质量比，乙炔黑：CMC：SBR＝100:2:3；
[0031] 5)将第一浆料，第二浆料和第三浆料存储24h，按照质量比，第一颗粒：天然石墨：第二颗粒＝12:40:48的比例混合第一浆料，第二浆料和第三浆料，搅拌1h；
[0032] 6)按照乙炔黑占活性材料总质量的3％的比例加入乙炔黑浆料，然后在搅拌的状态下加入去离子水调节浆料的固含量为50％；
[0033] 7)加入SBR搅拌，调整SBR含量为活性材料总质量的3％，搅拌1h，得到所述负极浆料。
[0034] 实施例2
[0035] 1)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；将人造石墨的第一颗粒加入到搅拌釜中，所述第一颗粒的平均粒径为10微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述CMC溶液，调节固含量为74％，搅拌2.5h，得到第一浆料，所述第一浆料中，质量比，第一颗粒：CMC：SBR＝100:4:1；
[0036] 2)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；将天然石墨加入到搅拌釜中，所述天然石墨的平均粒径为14微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述CMC溶液，调节固含量为76％，搅拌2.5h，得到第二浆料，所述第二浆料中，质量比，天然石墨：CMC：SBR＝100:4:1.2；
[0037] 3)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；将人造石墨的第二颗粒加入到搅拌釜中，所述第二颗粒的平均粒径为16微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述CMC溶液，调节固含量为78％，搅拌2.5h，得到第三浆料，所述第三浆料中，质量比，第二颗粒：CMC：SBR＝100:4:1.5；
[0038] 4)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；在搅拌的情况下，将乙炔黑加入到CMC溶液中，调节固含量为56％，搅拌2.5h，得到乙炔黑浆料，所述乙炔黑浆料中，质量比，乙炔黑：CMC：SBR＝100:4:4；
[0039] 5)将第一浆料，第二浆料和第三浆料存储24h，按照质量比，第一颗粒：天然石墨：第二颗粒＝25:55:20的比例混合第一浆料，第二浆料和第三浆料，搅拌1h；
[0040] 6)按照乙炔黑占活性材料总质量的5％的比例加入乙炔黑浆料，然后在搅拌的状态下加入去离子水调节浆料的固含量为56％；
[0041] 7)加入SBR搅拌，调整SBR含量为活性材料总质量的4％，搅拌1h，得到所述负极浆料。
[0042] 实施例3
[0043] 1)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；将人造石墨的第一颗粒加入到搅拌釜中，所述第一颗粒的平均粒径为5微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述CMC溶液，调节固含量为74％，搅拌2.5h，得到第一浆料，所述第一浆料中，质量比，第一颗粒：CMC：SBR＝100:3:0.8；
[0044] 2)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；将天然石墨加入到搅拌釜中，所述天然石墨的平均粒径为12微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述CMC溶液，调节固含量为76％，搅拌2.5h，得到第二浆料，所述第二浆料中，质量比，天然石墨：CMC：SBR＝100:3:1；
[0045] 3)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；将人造石墨的第二颗粒加入到搅拌釜中，所述第二颗粒的平均粒径为14微米，然后在搅拌的情况下，逐步加入所述CMC溶液，调节固含量为78％，搅拌2.5h，得到第三浆料，所述第三浆料中，质量比，第二颗粒：CMC：SBR＝100:3:1.5；
[0046] 4)提供CMC和SBR溶于去离子水中，得到CMC溶液；在搅拌的情况下，将乙炔黑加入到CMC溶液中，调节固含量为55％，搅拌2.5h，得到乙炔黑浆料，所述乙炔黑浆料中，质量比，乙炔黑：CMC：SBR＝100:3:4；
[0047] 5)将第一浆料，第二浆料和第三浆料存储48h，按照质量比，第一颗粒：天然石墨：第二颗粒＝20:48:22的比例混合第一浆料，第二浆料和第三浆料，搅拌1h；
[0048] 6)按照乙炔黑占活性材料总质量的4％的比例加入乙炔黑浆料，然后在搅拌的状态下加入去离子水调节浆料的固含量为55％；
[0049] 7)加入SBR搅拌，调整SBR含量为活性材料总质量的4％，搅拌1h，得到所述负极浆料。
[0050] 对比例
[0051] 第一颗粒的平均粒径为5微米，天然石墨的平均粒径为12微米，第二颗粒的平均粒径为14微米，按照质量比，人造石墨第一颗粒：天然石墨：人造石墨第二颗粒＝20:50:30的比例预混合，然后将SBR，乙炔黑，混合的活性物质依次加入到去离子水中，混合10h，其中导电剂占活性材料总质量的4％，SBR含量为活性材料总质量的4％，浆料的固含量为50％。
[0052] 测试及结果
[0053] 将实施例1-3和对比例的浆料过筛，称量筛上残余物与浆料的重量百分比，见下表1。可见，实施例1-3中，预制浆料可以同时制备，用时2.5h，而将预制混合的时间基本为2h，一共用时4.5h；加上混料的时间，总时间为5h以内；对比例中，混料时间为10h，本发明的混料时间大大缩短，同时，从筛上残余物的比例来看，本发明的残余物明显少于对比例。
[0054] 表1
[0055]
[0056] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。
