[发明专利]一种锂离子电池阴极高粘度浆料及其挤压连续涂布方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池阴极高粘度浆料及其挤压连续涂布方法，包括主料和辅料，所述主料包括磷酸铁锂、NCM或锰酸锂三者之间的至少一个，所述辅料为导电剂和粘结剂，其中主料所占质量百分数为90%～98%，所述导电剂占1%～6%，所述粘结剂占1%～7%，以上所述百分比均为质量百分比；所述主料和所述辅料经过搅拌程序1.5h～4h后即为所述浆料，所述搅拌程序包括公转搅拌和自转搅拌，所述公转搅拌速度为10rpm～30rpm，自转搅拌速度为1000rpm～2000rpm。通过优化配方，使得浆料粘度高，稳定性好，有效降低了生产成本，节约了溶剂，提高了搅拌的产能和效率。本发明提供的方法在工业生产中操作简单、易于实现，且大大提高了涂布工序的优率及生产效率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池阴极高粘度浆料及其挤压连续涂布方法。

背景技术

涂布是锂离子电池生产过程中必不可少的工序，也是直接影响电池安全性、容量、一致性等各项性能的关键工序。涂布就是将搅拌好的粘稠浆料，均匀的连续或间断的涂覆在基材上如铜箔或铝箔，保证各个涂布位置厚度的一致性。并将厚度控制在工艺要求的公差范围内。

目前国内有两种涂布方式：转移式和挤压式。转移式是一种成熟的技术，但其结构复杂，设备调试麻烦，且转移式涂布机的浆料是处于裸露状态，时间长浆料容易结块。挤压式涂布机挤压头部分是封闭式，浆料在涂布时与外界隔绝的，因此浆料不会因为空气的温湿度原因导致变质。挤压式涂布机的精度可到达20um，明显高于转移式涂布机50um精度。

随着锂电技术的发展，对涂布机涂布综合性能要求越来越高，挤压式涂布机应用也越来越广泛。挤压涂布机具有涂布后极片面密度一致性好、涂布速度快等优点，但挤压式涂布机对浆料和机头装置一致性要求也高，挤压式涂布机的喷涂方式对浆料的粘度特性要求很高。浆料的稳定性、与涂布机垫片的匹配性直接决定极片的质量和生产效率，不匹配造成箔材和浆料的浪费同时影响生产效率。传统工艺浆料的粘度一般10000mpa.s以内，低粘度浆料的稳定性和面密度一致性较差，不容易控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备锂离子电池阴极高粘度浆料及挤压连续涂布方法，其能节约配料成本、提高极片涂布面密度一致性、缩短首件时间、降低设备和材料的损耗。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂离子电池阴极高粘度浆料，包括主料和辅料，所述主料包括磷酸铁锂、NCM或锰酸锂三者之间的至少一个，所述辅料为导电剂和粘结剂，其中主料所占质量百分数为90%～98%，所述导电剂占1%～6%，所述粘结剂占1%～7%，以上所述百分比均为质量百分比；所述主料和所述辅料经过搅拌程序1.5h～4h后即为所述浆料，所述搅拌程序包括公转搅拌和自转搅拌，所述公转搅拌速度为10rpm～30rpm，自转搅拌速度为1000rpm～2000rpm。

所述浆料配方中无需溶剂，做制备而成的浆料粘度高，稳定性很好，且所需搅拌时间短，浆料静态保存70 h后，浆料粘度也可控制变化在500 mpa.s以内，为后续的涂布过程奠定很好的基础。

进一步地，所述导电剂为SUPER-P、和/或SUPER-Li、和/或S-O、和/或KS-6、和/或KS-15、和/或SFG-6、和/或SFG-15、和/或VGCF，优选为SUPER-P，更优选SUPER-P与上述其他任一种导电剂的混合物；粘结剂为PVDF、和/或PVA、和/或PTFE、和/或NMP、和/或CMC，优选为PVDF，更优选为PVDF与NMP的组合粘结剂。

进一步地，所述浆料固含量为48～60%。

进一步地，所述浆料的粘度范围8000～50000 mpa.s。

进一步地，所述浆料细度3～10 um。

本发明提供一种浆料挤压连续涂布方法，选取本发明前面所述浆料，按照如下步骤进行：