锂离子电池正极胶液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池领域，公开了一种锂离子电池正极胶液及其制备方法，该方法包括以下步骤：往甲基吡咯烷酮溶液加入无水乙醇，得到甲基吡咯烷酮乙醇溶液；对甲基吡咯烷酮乙醇溶液进行预热操作，控制预热操作的温度为50～70℃；对甲基吡咯烷酮乙醇溶液进行搅拌操作，控制搅拌操作的速度为1500～2000rpm/min，控制搅拌温度保持为预热温度，使甲基吡咯烷酮乙醇溶液保持搅拌状态，向甲基吡咯烷酮溶液中加入聚偏氟乙烯粉末，以使聚偏氟乙烯粉末完全溶解，得到预混胶液；对预混胶液进行超声波搅拌操作，得到锂离子电池正极胶液。该方法能够解决粘结剂难以有效分散均匀、溶解速度较慢的问题，解决传统打胶过程中搅拌速度过快导致胶的分子链被打断的问题。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池正极胶液及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池领域，特别是涉及一种锂离子电池正极胶液及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池由于具有电压和能量密度高、循环寿命长、能量效率高、自放电小、无记忆效应和无污染等优点，成为最具影响力和竞争力的二次电池。锂离子电池已经广泛应用于便携式消费电子产品，如智能手机、笔记本电脑、数码相机以及电动工具等；并且随着成本降低寿命和可靠性等性能的进一步提高，锂离子电池在电动汽车和能源存储等应用领域已得到广泛应用。锂离子电池制造过程主要有打胶、合浆、制片、组装、注液和化成等工序，其中正负极打胶是锂电池生产的第一步，打胶胶液的优劣直接影响电池的性能，如电池容量、内阻等的一致性。锂离子电池正极胶液的原料为溶解剂和粘结剂，粘结剂为细小粉末，具有颗粒小、比表面积大、密度小、粘结力强的特征，在溶解剂中溶解速度较慢，容易团聚，因此在制备胶液时，粘结剂在溶解剂中的良好分散和快速溶解就成了重点和难点。传统打胶一般采用双行星搅拌机对溶解剂和粘结剂的混合物料进行高速搅拌，为了使粘结剂能够在溶解剂有效分散溶解，必须采用极高的搅拌速度，虽然促进了粘结剂在溶解剂中的良好分散和快速溶解，但是搅拌速度过快会导致胶的分子链被打断，严重影响胶液的质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种分散均匀的锂离子电池正极胶液及其制备方法，解决粘结剂难以有效分散均匀、溶解速度较慢的问题，解决传统打胶过程中搅拌速度过快导致胶的分子链被打断的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种锂离子电池正极胶液的制备方法，包括以下步骤：往甲基吡咯烷酮溶液加入无水乙醇，得到甲基吡咯烷酮乙醇溶液；对所述甲基吡咯烷酮乙醇溶液进行预热操作，控制所述预热操作的温度为50℃～70℃；其中，所述无水乙醇与所述甲基吡咯烷酮溶液的质量比例为2000：(0.2～1.8)；对所述甲基吡咯烷酮乙醇溶液进行搅拌操作，控制所述搅拌操作的速度为1500rpm/min～2000rpm/min，并通过冷却操作来控制所述搅拌操作的温度保持为50℃～70℃，使所述甲基吡咯烷酮乙醇溶液保持搅拌状态，向所述甲基吡咯烷酮溶液中加入聚偏氟乙烯粉末，以使所述聚偏氟乙烯粉末完全溶解，得到预混胶液；其中，所述甲基吡咯烷酮溶液与所述聚偏氟乙烯粉末的质量比例为100：(0.5～3)；对所述预混胶液进行超声波搅拌操作，得到锂离子电池正极胶液。在其中一种实施方式，所述对所述预混胶液进行超声波搅拌操作的操作具体为将所述预混胶液通入超声波搅拌管道内，进行超声波搅拌操作。在其中一种实施方式，，所述超声波搅拌操作的超声波频率为30kHz～50kHz，所述超声波搅拌操作的时间为5min～10min。在其中一种实施方式，所述搅拌操作的时间为10min～30min。在其中一种实施方式，所述聚偏氟乙烯粉末的加入速度用如下函数公式计算得到：W＝S*(1％～3％)/(10～30)；其中，W(克/分钟)为所述聚偏氟乙烯粉末的加入速度，S(克)为所述甲基吡咯烷酮溶液的质量。在其中一种实施方式，所述搅拌操作采用的装置为搅拌机，所述聚偏氟乙烯粉末的加入装置为自动上粉系统，所述自动上粉系统包括储粉容器、进粉泵及进粉通道，所述进粉通道的第一端与所述储粉容器连通，所述进粉通道的第二端与所述搅拌机连通，所述进粉泵设置于所述进粉通道上。在其中一种实施方式，所述进粉通道包括进粉管、T形出粉管及两个弯曲出粉管，所述T形出粉管开设有第一出粉口、第二出粉口及第三出粉口，所述第一出粉口连通在所述进粉管的一端，所述第二出粉口及所述第三出粉口相互平行，两个所述弯曲出粉管分别连通在所述第二出粉口及所述第三出粉口的一端，每个所述弯曲出粉管向靠近所述进粉管的方向弯曲。在其中一种实施方式，在进行所述搅拌操作及所述超声波搅拌操作的过程中，还对所述预混胶液进行抽真空操作及充氮气操作。在其中一种实施方式，所述聚偏氟乙烯粉末的粒径为1μm～100μm。一种如上述任一项实施方式所述的制备方法制备得到的锂离子电池正极胶液。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：本专利技术所述制备方法通过对甲基吡咯烷酮乙醇溶液进行预热操作，控制预热操作的温度为50℃～70℃，来提高聚偏氟乙烯粉末在甲基吡咯烷酮溶液中的溶解速度和溶解程度；再采用更适中、更温和的搅拌速度，控制所述搅拌操作的速度为1500rpm/min～2000rpm/min，并结合边搅拌边加料的方式，如此来提高聚偏氟乙烯粉末在甲基吡咯烷酮溶液中的溶解速度及分散均匀性，并解决传统打胶过程中搅拌速度过快导致胶的分子链被打断的问题。而且，本专利技术所述制备方法通过冷却操作，来控制搅拌操作的温度保持为50℃～70℃，在使聚偏氟乙烯粉末在甲基吡咯烷酮溶液中快速溶解、均匀分散的同时，还能够解决因搅拌操作温度太高导致聚偏氟乙烯变性的问题。再且，通过往甲基吡咯烷酮溶液中加入无水乙醇，利用无水乙醇的高挥发性，来抑制甲基吡咯烷酮的氨挥发，中和降低甲基吡咯烷酮溶液中的游离氨，使甲基吡咯烷酮溶液中的碱性降低，从而解决聚偏氟乙烯会在高温(50℃以上)且碱性条件下发生变性的问题。如此使得本专利技术所述制备方法制备的锂离子电池正极胶液的均匀性更好，品质更佳，能够有效提高极片阻抗均一性，有效提高锂离子电池的放电容量及容量保持率，值得广泛推广使用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术一实施方式的锂离子电池正极胶液的制备方法的步骤流程图。图2为本专利技术一实施方式的自动上粉系统的结构示意图。图3为本专利技术一实施方式的自动上粉系统的进粉通道的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。一实施方式，请参阅图1，一种锂离子电池正极胶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极胶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n往甲基吡咯烷酮溶液加入无水乙醇，得到甲基吡咯烷酮乙醇溶液；对所述甲基吡咯烷酮乙醇溶液进行预热操作，控制所述预热操作的温度为50℃～70℃；其中，所述无水乙醇与所述甲基吡咯烷酮溶液的质量比例为2000：(0.2～1.8)；/n对所述甲基吡咯烷酮乙醇溶液进行搅拌操作，控制所述搅拌操作的速度为1500rpm/min～2000rpm/min，并通过冷却操作来控制所述搅拌操作的温度保持为50℃～70℃，使所述甲基吡咯烷酮乙醇溶液保持搅拌状态，向所述甲基吡咯烷酮溶液中加入聚偏氟乙烯粉末，以使所述聚偏氟乙烯粉末完全溶解，得到预混胶液；其中，所述甲基吡咯烷酮溶液与所述聚偏氟乙烯粉末的质量比例为100：(0.5～3)；/n对所述预混胶液进行超声波搅拌操作，得到锂离子电池正极胶液。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极胶液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
往甲基吡咯烷酮溶液加入无水乙醇，得到甲基吡咯烷酮乙醇溶液；对所述甲基吡咯烷酮乙醇溶液进行预热操作，控制所述预热操作的温度为50℃～70℃；其中，所述无水乙醇与所述甲基吡咯烷酮溶液的质量比例为2000：(0.2～1.8)；
对所述甲基吡咯烷酮乙醇溶液进行搅拌操作，控制所述搅拌操作的速度为1500rpm/min～2000rpm/min，并通过冷却操作来控制所述搅拌操作的温度保持为50℃～70℃，使所述甲基吡咯烷酮乙醇溶液保持搅拌状态，向所述甲基吡咯烷酮溶液中加入聚偏氟乙烯粉末，以使所述聚偏氟乙烯粉末完全溶解，得到预混胶液；其中，所述甲基吡咯烷酮溶液与所述聚偏氟乙烯粉末的质量比例为100：(0.5～3)；
对所述预混胶液进行超声波搅拌操作，得到锂离子电池正极胶液。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极胶液的制备方法，其特征在于，所述对所述预混胶液进行超声波搅拌操作的操作具体为将所述预混胶液通入超声波搅拌管道内，进行超声波搅拌操作。


3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极胶液的制备方法，其特征在于，所述超声波搅拌操作的超声波频率为30kHz～50kHz，所述超声波搅拌操作的时间为5min～10min。


4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极胶液的制备方法，其特征在于，所述搅拌操作的时间为10min～30min。


5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴建勇，黄锐升，刘志伟，曾贤华，
申请(专利权)人：惠州市恒泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44