[发明专利]一种锂离子电池用胶液制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池用胶液制备方法，胶液制备在锂离子电池用胶液制备装置上进行，包括如下步骤：1)将溶剂加入制胶罐4中；2)将胶粉加入下料器3中；3)依次开启下球阀5、加热器9、转子泵1、增压泵2以及上球阀6，使溶剂填充管道并在管道中循环；4)打开下料器球阀8，使胶粉吸入管道并在溶剂中溶解；5)依次关闭上球阀6、增压泵2、转子泵1、加热器9和下球阀5；6)开启真空泵10并继续搅拌60～120min后，即得锂离子电池用胶液。本发明操作方便，可以实现CMC胶液或PVDF胶液的自动化运行，避免了胶束的形成与杂质的引入，提高了胶液的制备工作效率和稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池制备技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池用胶液制备方法。

背景技术

羧甲基纤维素钠(CMC)胶液和聚偏氟乙烯(PVDF)胶液是锂离子电池生产中常为常用的粘结剂。羧甲基纤维素钠(CMC)胶液的溶剂通常为水；聚偏氟乙烯(PVDF)胶液的溶剂通常为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。CMC胶液和PVDF胶液的制备方法主要有两种：

1.人工加料法。人工直接加入法是利用人力将称取好的CMC或PVDF粉末直接加入到装有溶剂的容器中，关闭容器口，并搅拌、溶解；

2.自动加料法。自动加料法采用自动加料装置，通过外接管道一次性加入CMC或PVDF粉末，搅拌并溶解。

人工加料法的缺陷是搅拌所使用的容器为半封闭式，在人工加入的时候易引入其他杂质到胶液中，不利于后面的浆料制作和涂覆，同时杂质本身会对最终的锂离子电池性能带来负面影响，比如增大自放电，影响电芯之间的一致性及使用寿命；自动加料法虽可避免杂质的引入，但由于采用一次性加入，无法避免在加入的过程中，CMC或PVDF粉末团聚结块漂浮在液面之上，使得溶解时间和耗能大大提高。值得注意的是，CMC或PVDF粉末团聚结块也会引起胶束的产生，胶束的存在不利于后续浆料的涂布，会导致涂覆后的膜面多孔、粗糙，浆料的流变性变差。

此外，无论是人工加料法还是自动加料法，其溶解的过程都是在室温条件下进行，溶解所需要的时间较长，生产效率低。

发明内容

为克服锂离子电池生产过程中CMC或PVDF粉末不易分散溶解以及胶束形成的问题，本发明提供了一种锂离子电池用胶液制备方法。

本发明是通过以下技术实现的：

一种锂离子电池用胶液制备方法，胶液制备在锂离子电池用胶液制备装置上进行，包括如下步骤：

1)将溶剂加入制胶罐中，开启制胶罐内的搅拌桨；

2)将胶粉加入下料器中，待用；

3)依次开启下球阀、加热器、转子泵、增压泵以及上球阀，使溶剂填充管道并在管道中循环；

4)打开下料器球阀，使胶粉吸入管道并在溶剂中溶解，胶粉吸入完毕后关闭下料器球阀；

5)维持加热器、转子泵、增压泵工作30～120min后，依次关闭上球阀、增压泵、转子泵、加热器和下球阀；

6)开启真空泵并降低制胶罐内的搅拌桨公转和自转速度，继续搅拌60～120min后，即得锂离子电池用胶液。

优选地，所述溶剂为水或N-甲基吡咯烷酮；所述胶粉为羧甲基纤维素钠粉末或聚偏氟乙烯粉末。

优选地，步骤1)所述搅拌桨的公转速度为15～30r/min，自转速度为500～3000r/min；步骤6)所述搅拌桨公转速度为5～15r/min，自转速度为100～1000r/min。

优选地，步骤6)真空泵开启后制胶罐的真空度小于-90KPa。