[发明专利]一种锂离子浆料制备工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于电池技术领域，特别涉及一种锂电池行业用于正、负极浆料的连续流锂离子浆料制备工艺及其装置。

背景技术

锂电池是绿色的高能充电电池，随着技术的不断进步，它的性能不断提升，在便携式电子设备、电动汽车、能源储备、国防工业等方面具有广阔的应用前景。匀浆工序是锂离子电池制作的重要工序，现在的锂电池匀浆工艺通常采用搅拌罐搅拌方式，其方法是把电池活性物质溶剂共同放到一个罐体中，对其进行高速搅拌分散的过程，使得现有工艺不能连续制浆，并且分散效果受分散时间约束，导致其生产效率低，使得分散效果与生产效率相互制约，即要得到分散良好的浆料必须牺牲生产效率，而要提高生产效率则必须牺牲分散效果作为代价，同时批次与批次间浆料一致性不能保证，导致电池一致性不能保证，影响动力锂电池制备后续配组。

发明内容

本发明针对现有锂电池匀浆工艺效率低、分散效果不一致问题，提供了一种连续制浆的锂离子浆料制备工艺。

本发明还提供实现该锂离子浆料制备工艺的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种锂离子浆料制备工艺，包括导电胶的制备、活性物质流体的制备和浆料的制备，具体过程如下：

（a）导电胶的制备：将粘结剂溶解在溶剂中制成胶液，通过计量泵连续送达预分散罐，同时导电剂按照电池配方设计的比例连续定量的送达预分散罐，混合物料经预分散罐分散后定量连续的送往球磨设备做进一步分散，经过球磨设备连续分散后输送到导电胶储罐；

（b）活性物质流体的制备：溶剂通过计量泵连续送达活性物质预分散罐，同时活性物质按照电池配方设计的比例连续定量的送达活性物质预分散罐，然后经过球磨设备进一步分散，分散后的混合物料连续的送往活性物质流体预储罐；

（c）浆料的制备：分别存储在导电胶储罐和活性物质流体预储罐中的导电胶与活性物质流体，通过各自的计量泵连续定量并且按照电池配方所需的比例输送到高速分散装置，经过高速分散装置分散后得到均一的浆料输送到浆料预储罐。

以上所述的各种原料，如粘结剂及其溶剂、活性物质及其溶剂均根据电池配方设计的比例投加或控制其流速。

作为优选，步骤c中，经过高速分散装置分散后得到均一的浆料经过过滤，除铁后再进入浆料预储罐。

作为优选，所述的过滤为过200目筛网。

作为优选，步骤c中，高速分散装置分散后得到的浆料经过在线粘度测试仪在线检测，并设置浆料粘度预设值，根据粘度检测结果选择浆料是否进入下一步工序，如果浆料的粘度超过预设值，则浆料重新流入高速分散装置进行分散，直至达到或低于预设值。

作为优选，所述的过滤为多级过滤，除铁为多级除铁。

作为优选，所述粘结剂至少包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯的一种，溶剂为N-甲基吡咯烷酮或者羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶，溶剂为去离子水，导电剂包括导电碳黑、乙炔黑、石墨乳、纳米碳纤维、碳纳米管以及导电聚合物的一种或者多种复合，粘结剂、溶剂、导电剂的质量比根据电池配方设计拟定。

作为优选，所述胶液的固含量为1%-12%，粘度为1000mPa·s-6000mPa·s；制备导电胶的固含量为2%-12%，细度为2um-10um，粘度为800mPa·s-3000mPa·s。

作为优选，所述活性物质至少包括磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、天然石墨、人造石墨、钛酸锂、锰镍钴三元材料的一种或者多种，溶剂为N-甲基吡咯烷酮或者去离子水。

一种所述的锂离子浆料制备工艺的装置，其特征在于：包括活性物质预分散系统、导电胶预分散系统和浆料混合系统；所述的活性物质预分散系统包括活性物质下料罐、溶剂下料罐、活性物质预分散罐、球磨设备和活性物质流体预储罐，活性物质预分散罐、球磨设备和活性物质流体预储罐依次管路连接，物质下料罐和溶剂下料罐分别通过计量泵与活性物质预分散罐管路连接；所述的导电胶预分散系统包括导电剂下料罐、胶液下料罐、预分散罐、球磨设备和导电胶储罐，胶液下料罐、预分散罐、球磨设备和导电胶储罐依次管路连接，所述的导电剂下料罐、胶液下料罐分别通过计量泵与预分散罐相连；浆料混合系统由高速分散装置、浆料过滤装置、除铁装置和浆料预储罐依次管路连接而成；活性物质流体预储罐和导电胶储罐分别与高速分散装置相连。

作为优选，高速分散装置与浆料过滤装置之间的管路上设置在线粘度测试仪和使经在线粘度测试仪检测后的浆料回流至高速分散装置内的回流支路。