[发明专利]碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺

说明书

技术领域：

本发明公开了碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺。属于锂离子电池制备技术领域。

背景技术：

锂离子电池具有高比能量、无记忆效应等优点，近年来又作为新能源得到人们的青睐，从而发展飞速，随着技术的成熟，人们对锂离子电池的要求也越来越高。随着研究的进步，CNT（碳纳米管）作为导电剂的出现给锂离子电池综合性能的提升带来了巨大的发展潜力。在锂离子电池制做过程中其浆料制作是其中相当重要的一个环节，而现有技术对CNT（碳纳米管）在浆料的分散中存在缺陷，从而限制了CNT（碳纳米管）优越性能的发挥。现常规的配料方法是将活性物质、导电剂、粘结剂、分散剂、溶剂以及其他添加剂通过干混、制胶和湿混几个步骤，用搅拌机进行很长时间的搅拌，制成混合浆料。此方法的缺点是：搅拌机的搅拌速度不超过50转/分钟，因速度过慢无法使CNT（碳纳米管）分散良好，CNT（碳纳米管）易产生团聚现象，从而导致浆料分层、沉降等，导致涂布面密度参差不齐或更甚至无法涂布，最终导致电池容量偏低、分布不均匀，内阻偏高、一致性差等，影响生产品质，导致生产浪费。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺简单、操作方便、在锂离子电池浆料配制过程中碳纳米管分散均匀、浆料粘度长时间稳定、再现性良好的碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺。

本发明碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺，包括下述步骤：

第一步：预混

按质量配比，先取溶剂、导电剂、分散剂混合搅拌，使固态物质充分湿润，然后，加入磷酸亚铁锂、钛酸锂、三氧化二铝，混合搅拌均匀，得到预混锂离子电池导电液；

第二步：循环搅拌分散

将第一步所得的预混锂离子电池导电液置于由搅拌罐与高速分散机组成的内循环系统中进行循环搅拌分散，得到均匀锂离子电池导电液；

第三步：制备锂离子电池导电胶

向第二步所得均匀锂离子电池导电液中加入粘接剂，混合搅拌均匀，得到锂离子电池导电胶。

本发明碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺中，所述溶剂为氮甲基吡咯烷酮。

本发明碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺中，所述导电剂为碳纳米管，直径0.5~3nm，长径比为90-110的碳纳米管。

本发明碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺中，所述分散剂由锂离子电池用超分散剂与聚乙烯吡咯烷酮组成，两者的质量比为1：8~8：1，所述锂离子电池用超分散剂为英国禾大公司生产，型号为KD-1。

本发明碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺中，所述粘接剂为聚偏氟乙烯。

本发明碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺中，所述磷酸亚铁锂粒度D50为0.4~0.8um，钛酸锂粒度D50为0.9~2um，三氧化二铝粒度D50为2~20um，其粒型特征相对于碳纳米管，可充当球磨剂，在搅拌、分散过程中均可产生球磨效应。

本发明碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺中，所述导电剂、分散剂、磷酸亚铁锂、钛酸锂、三氧化二铝、溶剂的质量配比为：1.5~3：0.2~1.6：2~5：0.5~2：0.5~2：95~150，优选为2：0.6：3：1：1：125。

本发明碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺中，所述粘接剂的添加量占所述均匀锂离子电池导电液质量的2.92~3.54%。

本发明碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺中，所述搅拌罐与高速分散机组成的内循环系统是将高速分散机的入口和出口分别与搅拌罐的出口和入口相连；搅拌罐以公转的形式进行搅拌，公转的频率为15~20Hz，高速分散机的线速度为50~65m/s，循环搅拌分散时间为60-90min。

本发明碳纳米管在锂离子电池导电胶中的分散工艺中，第一步、第三步所述的混合搅拌采用搅拌机进行，公转频率为：15-30Hz，自转频率为：20-45Hz；第一步中的的混合搅拌时间为30~60min；第三步中的混合搅拌时间为60~90min。

本发明由于采用上述技术方案，利用预混将溶剂、导电剂、分散剂、磷酸亚铁锂、钛酸锂和三氧化二铝制成充分湿润的预混锂离子电池导电液；