一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于目前磷酸鐵鋰漿料油性體系制備工藝存在溶劑成本高、環(huán)境污染大、極片長期暴露在空氣中受水分的影響較大導(dǎo)致電池性能惡化等缺點(diǎn)，而水系制備工藝存在生產(chǎn)成本低、對(duì)環(huán)境無污染、漿液受外界環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)備受廣大鋰電池制造商的青睞。因此開發(fā)一種適合磷酸鐵鋰的生產(chǎn)成本低、綠色環(huán)保、有效提高漿料穩(wěn)定性、極片粘結(jié)性與柔韌性的水系制備工藝具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法，有效解決目前磷酸鐵鋰油性體系制備工藝存在生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染大、漿料穩(wěn)定性與一致性較差、極片的粘結(jié)性差等弊端，達(dá)到降低生產(chǎn)成本，綠色環(huán)保、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法，其特征在于:所述漿料組分及其重量百分比是:磷酸鐵鋰為89%?95%，導(dǎo)電劑SP為1%?3%，導(dǎo)電劑KS-15為0.5%?2%，增稠劑CMC為1.5%?2.5%，水性粘結(jié)劑XR-0188為2.5%?3.5%;制備工藝步驟如下:
(1)將CMC溶解于去離子水中，先低速攪拌15?30min后啟動(dòng)高速攪拌，攪拌時(shí)間約為2?2.5h，配置成均勻的膠液；
(2)向上述膠液中加入導(dǎo)電劑SP與KS-15，先低速攪拌10?20min后啟動(dòng)高速攪拌，攪拌時(shí)間約為2?3h;
(3)將磷酸鐵鋰分2?3次加入到漿液中，每次加入后先低速攪拌10?20min再高速攪拌40?60min，待活性物質(zhì)全部加入后及時(shí)刮動(dòng)攪拌桶壁上和底部未分散開的干料，保證漿料濕潤；
(4)加入水性粘結(jié)劑XR-0188，低速攪拌30?40min;
(5)測(cè)試漿料粘度，若漿料粘度需要調(diào)整，則加入適量的去離子水，調(diào)整后攪拌1?2h，出料過150目篩即可。
[0005]步驟(1)所述的低速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為10± lr/min，分散轉(zhuǎn)速為800?1000r/min;高速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為20±lr/min，分散轉(zhuǎn)速為1400?1600r/min。
[0006]步驟(2)所述的中低速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為10±lr/min，分散轉(zhuǎn)速為500?700r/min ；高速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為20 土 lr/min，分散轉(zhuǎn)速為1600?1800r/min0
[0007]步驟(3)所述的低速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為10±lr/min，分散轉(zhuǎn)速為500?600r/min;高速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為15±lr/min，分散轉(zhuǎn)速為1800?2000r/min。
[0008]步驟(4 )所述的水性粘結(jié)劑XR-0188的固含量為48?50%。
[0009]本發(fā)明具備以下優(yōu)點(diǎn):
(1)降低生產(chǎn)成本，對(duì)環(huán)境無污染；
(2)漿料穩(wěn)定性與一致性較好，極片的粘結(jié)性與柔韌性較好。
【附圖說明】
[0010]圖1為實(shí)施例1制備漿料的固含量變化曲線圖；
圖2為實(shí)施例2制備漿料的固含量變化曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡釋。
[0012]實(shí)施例1
一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法，其特征在于:所述漿料組分及其重量百分比是:磷酸鐵鋰為89%，導(dǎo)電劑為SP為3%，導(dǎo)電劑為KS-15為2%，增稠劑CMC為2.5%，水性粘結(jié)劑XR-0188為3.5%0
[0013]漿料制備步驟如下:
(1)將CMC溶解于去離子水中，先低速攪拌15min后啟動(dòng)高速攪拌，攪拌時(shí)間約為2h，配置成均勻的膠液；
(2)向上述膠液中加入導(dǎo)電劑SP與KS-15，先低速攪拌lOmin后啟動(dòng)高速攪拌，攪拌時(shí)間約為2h;
(3)將磷酸鐵鋰分2次加入到漿液中，每次加入后先低速攪拌20min再高速攪拌50min，待活性物質(zhì)全部加入后及時(shí)刮動(dòng)攪拌桶壁上和底部未分散開的干料，充分保證漿料濕潤；
(4)加入水性粘結(jié)劑XR-0188，低速攪拌30min;
(5)測(cè)試漿料粘度，若漿料粘度需要調(diào)整，則加入適量的去離子水，調(diào)整后攪拌1?2h，出料過150目篩即可。
[0014]將攪拌均勻的漿料取出一部分進(jìn)行常溫?cái)R置24h，每隔4h測(cè)試漿料實(shí)際的固含量，其余漿料真空消泡后過篩進(jìn)行涂布，經(jīng)過干燥、輥壓、分切制得正極片。
[0015]漿料放置過程中會(huì)發(fā)生沉降現(xiàn)象，影響漿料的涂布效果。如圖1所示，實(shí)施例1制備的漿料理論固含量為58%，每隔4h測(cè)試漿料的實(shí)際固含量基本不變化，具備很好的固含量穩(wěn)定性。將實(shí)施例1制備的正極片與膠帶粘附在一起，用拉伸機(jī)進(jìn)行拉力和變形測(cè)試，結(jié)果表明:正極片發(fā)生剝離的最大拉力為3.76N，表現(xiàn)出很好的涂敷粘結(jié)性。
[0016]實(shí)施例2
一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法，其特征在于:所述漿料組分及其重量百分比是:磷酸鐵鋰為95%，導(dǎo)電劑為SP為1 %，導(dǎo)電劑為KS-15為0.5%，增稠劑CMC為1.5%，水性粘結(jié)劑XR-0188為2.5%。所述漿料制備工藝步驟如下:
(1)將CMC溶解于去離子水中，先低速攪拌20min后啟動(dòng)高速攪拌，攪拌時(shí)間約為2h，配置成均勻的膠液；
(2)向上述膠液中加入導(dǎo)電劑SP與KS-15，先低速攪拌20min后啟動(dòng)高速攪拌，攪拌時(shí)間約為2.5h;
(3)將磷酸鐵鋰分3次加入到漿液中，每次加入后先低速攪拌15min再高速攪拌40min，待活性物質(zhì)全部加入后及時(shí)刮動(dòng)攪拌桶壁上和底部未分散開的干料，充分保證漿料濕潤；
(4)加入水性粘結(jié)劑XR-0188，低速攪拌40min;
(5)測(cè)試漿料粘度，若漿料粘度需要調(diào)整，則加入適量的去離子水，調(diào)整后攪拌1?2h，出料過150目篩即可。
[0017]將攪拌均勻的漿料取出一部分進(jìn)行常溫?cái)R置24h，每隔4h測(cè)試漿料實(shí)際的固含量，其余漿料真空消泡后過篩進(jìn)行涂布，經(jīng)過干燥、輥壓、分切制得正極片。
[0018]漿料放置過程中會(huì)發(fā)生沉降現(xiàn)象，影響漿料的涂布效果。如圖2所示，實(shí)施例2制備的漿料理論固含量為58%，每隔4h測(cè)試漿料的實(shí)際固含量基本不變化，具備很好的固含量穩(wěn)定性。將實(shí)施例2制備的正極片與膠帶粘附在一起，用拉伸機(jī)進(jìn)行拉力和變形測(cè)試，結(jié)果表明:正極片發(fā)生剝離的最大拉力為3.78N，表現(xiàn)出很好的涂敷粘結(jié)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法，其特征在于:所述漿料組分及其重量百分比是:磷酸鐵鋰為89%?95%，導(dǎo)電劑SP為1%?3%，導(dǎo)電劑KS-15為0.5%?2%，增稠劑CMC為1.5%?2.5%，水性粘結(jié)劑XR-0188為2.5%?3.5%;制備工藝步驟如下: (1)將CMC溶解于去離子水中，先低速攪拌15?30min后啟動(dòng)高速攪拌，攪拌時(shí)間約為2?2.5h，配置成均勻的膠液； (2)向上述膠液中加入導(dǎo)電劑SP與KS-15，先低速攪拌10?20min后啟動(dòng)高速攪拌，攪拌時(shí)間約為2?3h; (3)將磷酸鐵鋰分2?3次加入到漿液中，每次加入后先低速攪拌10?20min再高速攪拌40?60min，待活性物質(zhì)全部加入后及時(shí)刮動(dòng)攪拌桶壁上和底部未分散開的干料，保證漿料濕潤； (4)加入水性粘結(jié)劑XR-0188，低速攪拌30?40min; (5)測(cè)試漿料粘度，若漿料粘度需要調(diào)整，則加入適量的去離子水，調(diào)整后攪拌1?2h，出料過150目篩即可。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法，其特征在于:步驟(1)所述的低速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為10 土 lr/min，分散轉(zhuǎn)速為800?1000r/min ；高速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為20±lr/min，分散轉(zhuǎn)速為1400?1600r/min。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法，其特征在于:步驟(2)所述的中低速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為10±lr/min，分散轉(zhuǎn)速為500?700r/min;高速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為20±lr/min，分散轉(zhuǎn)速為1600?1800r/min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法，其特征在于:步驟(3)所述的低速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為10 ± lr/min，分散轉(zhuǎn)速為500?600r/min;高速攪拌的工藝條件為公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為15±lr/min，分散轉(zhuǎn)速為1800?2000r/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法，其特征在于:步驟(4)所述的水性粘結(jié)劑XR-0188的固含量為48?50%。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種水系磷酸鐵鋰漿料制備方法，其漿料組分及其重量百分比是：磷酸鐵鋰為89%～95%，導(dǎo)電劑SP為1%～3%，導(dǎo)電劑KS-15為0.5%～2%，增稠劑CMC為1.5%～2.5%，水性粘結(jié)劑XR-0188為2.5%～3.5%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是不但水系漿料生產(chǎn)成本低，避免使用油系溶劑NMP成本高、環(huán)境污染大，而且漿料穩(wěn)定性與一致性較好，極片的粘結(jié)性與柔韌性得到改善。
【IPC分類】H01M4/36, H01M4/62, H01M10/0525, H01M4/58
【公開號(hào)】CN105449205
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510952587
【發(fā)明人】關(guān)成善, 宗繼月, 張敬捧, 劉艷輝
【申請(qǐng)人】山東精工電子科技有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日