一种浆料、极片及其制备方法、电池技术

本发明专利技术公开了一种浆料、极片及其制备方法、电池。该浆料的制备方法包括下述步骤：将“活性物质和导电剂的预混物”加入含有粘结剂的胶料中、混合、研磨，可得所述浆料；其中，活性物质和导电剂的预混物的粒径D50为12

【技术实现步骤摘要】
一种浆料、极片及其制备方法、电池


[0001]本专利技术涉及锂电池，具体涉及一种浆料、极片及其制备方法、电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为新能源应用的主力军，在能量储存载体领域得到了长足发展。早期一般采用扣式半电池(通常扣式半电池包括正极极片和金属锂片，或负极极片和金属锂片)对锂离子电池正、负极材料进行初步的电化学性能测试与评价。显然，对电极材料的性能进行较为准确的测量对该材料后续的开发与制备、全电池设计与应用有着重要指导意义。
[0003]目前，常用的扣式半电池的电池壳为CR2032、CR2025、CR2016等。锂离子扣式半电池主要由以下几部分组成：正极壳、负极壳、(正/负)极片、金属锂片、隔膜、垫片、弹片、电解液。常规扣式半电池制作方法为第一步制备浆料，按照一定比例称取活性物质，导电剂，粘结剂。将三种材料混合后加入一定量的溶剂溶解粘结剂，使用磁力搅拌混合制成的浆料。第二步选择合适的集流体进行涂覆，真空烘烤制作极片。第三步对极片进行辊压，裁切成大小合适圆形极片，称取极片质量并记录。第四步在手套箱内组装成扣式半电池，组装由下到上顺序为电极壳，弹簧片，垫片，金属锂片，隔膜，电解液，极片，垫片，弹簧片，电极壳。第五步使用封口机进行封口，扣式半电池制作完成，第六步静置，测试。上述常规方法制作的浆料粘度和细度均较大，会导致扣式半电池的电化学性能较差，特别是首次效率较低、充电比容量较低及放电比容量较低。且扣式半电池涉及零件多，结构复杂，对制作人员要求高，制得的扣式半电池容易出现短路、微漏电等现象从而导致扣式半电池的合格率低。出现上述现象的重要原因其一是现有技术中制备浆料的方法导致制得的浆料粘度和细度均较大，其二是集流体(铜箔/铝箔)密度的差异导致集流体质量存在差异，而集流体的质量和浆料中活性物质的质量是息息相关的，活性物质的质量又影响着所得扣式半电池的电化学性能。上述缺陷均会导致所得半电池的电化学性能较差、测试结果一致性差、重复性差，从而使得研发人员难以对材料做出客观合理的评价。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中制备的浆料粘度和细度均较大，且集流体的密度不一致导致集流体的质量和活性物质的质量的计算出现偏差，测试结果一致性差，使得研发人员难以做出客观合理评价的缺陷，而提供了一种浆料、极片及其制备方法、电池。本专利技术制得的浆料粘度和细度均匀。采用其浆料制得的极片组装的电池的测试结果一致性和稳定性较佳，能有效避免因集流体(铜箔或铝箔)密度不一致而导致测试结果一致性重复性差的问题，给研发人员作出客观合理评价提供了数据支持。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种浆料的制备方法，其包括下述步骤：将“活性物质和导电剂的预混物”加入含有粘结剂的胶料中、混合、研磨，可得所述浆料；
[0007]其中，所述活性物质和导电剂的预混物的粒径D50为12
‑
20μm；所述含有粘结剂的胶料的细度为＜10μm；所述浆料的细度为＜45μm。
[0008]本专利技术中，所述活性物质可为本领域常规的用于锂离子电池的活性物质，例如磷酸铁锂、锰酸锂或石墨。通常，所述磷酸铁锂和所述锰酸锂可用作正极材料的活性物质。所述石墨可用作负极材料的活性物质。
[0009]本专利技术中，所述活性物质的粒径D50可为0.5
‑
25μm。
[0010]其中，当所述活性物质为磷酸铁锂或锰酸锂时，所述活性物质的粒径D50较佳地为0.5
‑
20μm。
[0011]其中，当所述活性物质为石墨时，所述活性物质的粒径D50较佳地为15
‑
24μm。
[0012]本专利技术中，所述导电剂可为本领域常规的用于锂离子电池的活性物质，例如导电炭黑(SUPER
‑
P)、导电石墨或石墨烯。
[0013]本专利技术中，所述导电剂的粒径可为35
±
3nm。
[0014]本专利技术中，所述导电剂的电阻可为≤0.01Ω.m。
[0015]本专利技术中，所述导电剂的比表面积(BET)可为62
±
3g/m2。
[0016]本专利技术中，所述活性物质和导电剂的预混物的制备方法较佳地包括下述步骤：先将所述活性物质第一次干燥、第一次研磨，再与导电剂混合之后进行第二次研磨、第二次干燥。
[0017]其中，所述第一次干燥的操作和条件可为本领域常规。所述第一次干燥的温度较佳地为50
‑
80℃，例如60℃。所述第一次干燥的时间较佳地为1
‑
5h，例如4h。
[0018]其中，所述第一次研磨的时间可为10min
‑
30min，例如10min。
[0019]其中，所述第二次研磨的时间可为10min
‑
30min，例如10min。
[0020]其中，所述第二次干燥的操作和条件可为本领域常规。所述第二次干燥的温度较佳地为50
‑
80℃，例如60℃。所述第二次干燥的时间较佳地为10min
‑
30min，例如20min。
[0021]本专利技术中，所述粘结剂可为本领域常规的用于锂离子电池的粘结剂，例如聚偏二氟乙烯(PVDF)，或，羟甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)。
[0022]其中，所述PVDF可用于正极材料和/或负极材料中。所述CMC和SBR可用于负极材料中。
[0023]其中，所述PVDF的分子量可为100万
‑
120万g/mol。
[0024]其中，所述PVDF的密度可为1.75
‑
1.78g/cm3。
[0025]其中，所述PVDF的本征粘度可为0.27
‑
0.37L/g。
[0026]其中，当所述粘结剂为所述CMC和所述SBR时，所述CMC和所述SBR的质量比可为1:1。
[0027]本专利技术中，所述含有粘结剂的胶料的制备方法较佳地包括下述步骤：将所述粘结剂和溶剂混合，经第一次研磨、干燥、第二次研磨后，可得。
[0028]其中，所述溶剂可为本领域常规的用于溶解锂离子电池中粘结剂的溶剂，例如N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)。
[0029]其中，所述粘结剂和所述溶剂的质量体积比可为(0.2
‑
0.3g)：(3
‑
6ml)，例如0.25g：5ml。
[0030]其中，所述粘结剂和溶剂混合之前，一般先将所述粘结剂干燥。所述干燥的操作和
条件可为本领域常规。所述干燥的温度较佳地为50
‑
80℃，例如60℃。所述干燥的时间较佳地为10min
‑
30min，例如20min。
[0031]其中，所述第一次研磨的时间可为10min
‑
30min，例如20min。
[0032]其中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浆料的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：将“活性物质和导电剂的预混物”加入含有粘结剂的胶料中、混合、研磨，可得所述浆料；其中，所述活性物质和导电剂的预混物的粒径D50为12
‑
20μm；所述含有粘结剂的胶料的细度为＜10μm；所述浆料的细度为＜45μm。2.如权利要求1所述的浆料的制备方法，其特征在于，所述含有粘结剂的胶料的细度＜8μm；和/或，所述“活性物质和导电剂的预混物”的粒径D50为12.5
‑
19μm，例如12.6μm、13.7μm或18.7μm；和/或，所述浆料的细度为＜40μm，较佳地为30
‑
40μm，例如35μm；和/或，所述浆料的粘度为3000
‑
6500mpa
·
s，例如4000mpa
·
s、5000mpa
·
s或5500mpa
·
s；和/或，所述浆料的固含量为45％
‑
50％，例如45％、47％或48％。3.如权利要求1所述的浆料的制备方法，其特征在于，所述活性物质为磷酸铁锂、锰酸锂或石墨；和/或，所述活性物质的粒径D50为0.5
‑
25μm；其中，当所述活性物质为磷酸铁锂或锰酸锂时，所述活性物质的粒径D50较佳地为0.5
‑
20μm；其中，当所述活性物质为石墨时，所述活性物质的粒径D50较佳地为15
‑
24μm；和/或，所述导电剂为导电炭黑、导电石墨或石墨烯；和/或，所述导电剂的粒径为35
±
3nm；和/或，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯，或，羟甲基纤维素钠和丁苯橡胶。4.如权利要求1所述的浆料的制备方法，其特征在于，所述活性物质和导电剂的预混物的制备方法包括下述步骤：先将所述活性物质第一次干燥、第一次研磨，再与导电剂混合之后进行第二次研磨、第二次干燥；其中，所述第一次干燥的温度较佳地为50
‑
80℃，例如60℃；所述第一次干燥的时间较佳地为1
‑
5h，例如4h；其中，所述第一次研磨的时间较佳地为10min
‑
30min，例如10min；其中，所述第二次研磨的时间较佳地为10min
‑
30min，例如10min；其中，所述第二次干燥的温度较佳地为50
‑
80℃，例如60℃；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：广西自贸区量孚新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：