[发明专利]锂电池中羧甲基纤维素钠的溶解方法

说明书

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，涉及一种提高锂电池中浆料分散效果的羧甲基纤维素钠的溶解方法。

背景技术

羧甲基纤维素钠（Carboxymethylcellulose sodium，简称CMC），为白色或乳白色纤维状粉末或颗粒，分散在水中成澄明胶状液。锂电池制备过程中，常常被选为负极浆料的粘合剂、助悬剂、增稠剂，成为锂电行业内众所周知的负极不可或缺材料之一。锂电池行业大多数负极浆料配方主要组成如下：碳粉、导电剂、CMC、丁苯橡胶（SBR）和去离子水。碳粉和导电剂很难溶于去离子水中，因而靠CMC去分散。CMC对碳粉和导电剂的分散起着重要的作用。

CMC溶解效果的好坏直接关系到整个浆料的分散效果。经大量实际案例和经验表明，负极粘结剂为CMC和SBR体系的浆料，颗粒问题大多数跟CMC的分散效果有关。

CMC常规溶解方法有两种：①将CMC粉撒在液面上搅拌或研磨；②将CMC粉均匀撒在液面上，放置，使其自然吸水膨胀，然后搅拌使成。实际操作起来两种方法费时费力，很难达到理想的澄明胶状物。因CMC粉具有很强的吸湿性,首先接触到水的CMC分子迅速吸水膨胀，随之具有很强的粘合力，它们粘附在没有及时触水的CMC粉末周围，形成内干外湿的颗粒，很难将其均匀分散开。经试验，需用搅拌机快速搅拌很长时间，才能使形成的颗粒充分分散。而形成溶液的粘稠度也随着长期快速的搅拌而减弱，其助悬和增稠的作用也明显降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种锂电池中羧甲基纤维素钠的溶解方法，在锂电池行业应用过程中的溶解问题中，提高浆料的分散效果，减少因CMC溶解差而导致的涂布外观不良，颗粒问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：锂电池中羧甲基纤维素钠的溶解方法，依次包括以下步骤：

A．将羧甲基纤维素钠加入盛有去离子水的容器中，进行初步搅拌；经过初步搅拌，可以将CMC打湿。

B．将容器放入-30～-10℃低温环境下静置15～25min，用玻璃棒搅拌后，得到羧甲基纤维素钠冰晶体；在低温环境下，部分胶液中束缚的水分慢慢凝结，体积膨胀，多孔，形成冰晶状，此时是一种半固化乳液，然后用玻璃棒搅拌成散沙状的CMC冰晶体。

C．将得到的羧甲基纤维素钠冰晶体放入去离子水中，抽真空高速搅拌，充分溶解。在真空状态下，CMC和去离子水的固相混合物迅速与水侵润溶解，可得到良好的分散效果。与此同时，低温环境下的CMC与水的固相混合物可长时间存储和随时取用，解决了微生物对CMC的危害。

优选的，所述步骤A中的初步搅拌是用玻璃棒搅拌。初步搅拌的目的是将CMC打湿，只需用玻璃棒缓慢搅拌即可，搅拌时间也不用过长。

优选的，所述步骤A中的初步搅拌时间为1～5min。

优选的，所述步骤B中将容器放入-20℃低温环境下静置20min。在低温环境下静置，可以使部分胶液中束缚的水分慢慢凝结，体积膨胀，多孔，形成冰晶状。提高CMC的溶解性，防止其团聚，进而提高其溶解效果。

优选的，所述步骤B中用玻璃棒搅拌时间为5～20min。为了防止CMC团聚，为所述步骤C中抽真空高速搅拌溶解做好准备，保证有良好的溶解效果，因此用玻璃棒进行搅拌，使其成散沙状的冰晶体。

优选的，所述步骤C中的真空值≤-0.1MPa，搅拌机的转速为30～60Hz，搅拌时间为0.5～2h。

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明打破传统CMC钠盐溶解方法，公开了一种锂电池中羧甲基纤维素钠的溶解方法，采用低温环境下水和CMC钠盐形成冰晶体，提高CMC的溶解性，防止其团聚，进而提高其溶解效果和分散效果。与此同时，低温环境下的CMC钠盐与水的固相混合物可长时间存储和随时取用，解决了微生物对CMC钠盐的危害。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述：

具体实施方式

本发明的一种锂电池中羧甲基纤维素钠的溶解方法实施例1，依次包括以下步骤：

A．将羧甲基纤维素钠加入盛有去离子水的容器中，用玻璃棒进行初步搅拌，初步搅拌时间为5min；经过初步搅拌，可以将CMC打湿。

B．将容器放入-20℃低温环境下静置20min，用玻璃棒搅拌，搅拌时间为10min，得到羧甲基纤维素钠冰晶体；在低温环境下，部分胶液中束缚的水分慢慢凝结，体积膨胀，多孔，形成冰晶状，此时是一种半固化乳液，然后用玻璃棒搅拌成散沙状的CMC冰晶体。