[发明专利]一种负极浆料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种负极浆料及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：配置羧甲基纤维素钠水溶液，取一部分的羧甲基纤维素钠水溶液与导电剂混合，经一次搅拌得到导电剂分散液，将石墨加入所述导电剂分散液，经二次搅拌得到固含量为64％～66％的第一浆料；(2)将剩余的羧甲基纤维素钠水溶液加入步骤(1)得到的第一浆料，经三次搅拌得到第二浆料，加入粘结剂，经四次搅拌得到所述负极浆料。本发明在不添加其它添加剂的情况下改善浆料润湿，缩短搅拌时间，提高了搅拌效率，制得的浆料粘度降低，分散均匀性提高，过滤顺畅，易于涂布，解决了涂布时出现气泡、划痕的问题。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种负极浆料及其制备方法和应用。

背景技术

汽车电动化可以支撑CO₂减排目标和自动驾驶技术的发展，目前电动汽车的技术路线为使用锂离子电池为动力的混动和纯电动汽车。随着锂离子电池在汽车行业的广泛应用，对锂离子电池的安全性要求也就越来越高。因此，有必要提供一种可以制备低缺陷负极片负极浆料的制备方法。

石墨是非极性物质，石墨和水因为极性不相似而难以润湿。现在主流的负极浆料体系采用去离子水作为溶剂，水对石墨的浸润具有一定的难度，浆料中需要添加CMC来改善润湿，CMC起到的作用是用于浆料的增稠防沉降，加强活性材料和导电剂的分散，辅助粘结剂发挥粘结等作用。

目前锂离子电池负极浆料的湿法混料工艺基本过程为先用CMC制备胶液，再在搅拌缸中将活性物质和导电剂干混-加一部分胶液进行捏合-加入剩余的胶液进行分散-加去离子水稀释-加入粘结剂混合，这是国内主流的搅拌工艺。

CN102856556A公开了一种水系钛酸锂动力型电池负极浆料的制备方法，其包括以下步骤：先按下述质量百分比称取原材料：导电剂1～13％、分散剂甲基纤维素钠1～5％、粘结剂丁苯乳胶2～5％、活性物质钛酸锂81～93％，水占上述材料总重量的50～65％；称量完成后，先向水中加入分散剂甲基纤维素钠，搅拌2～6h，搁置20～24h，得到甲基纤维素钠母液；然后向甲基纤维素钠母液中加入导电剂，搅拌2～3h；再加入活性物质钛酸锂，搅拌3～4h，调整粘度；最后加入丁苯乳胶，抽真空搅拌1～1.5h，得到浆料。其所述方法存在操作时间过长且出料粘度波动范围大等的问题。

CN109638287A公开了一种负极浆料的制备方法和解决负极浆料凝胶问题的方法。其所述方法包括以下步骤：(1)在搅拌下，将羧甲基纤维素钠和去离子水混合，然后消泡静置，制得羧甲基纤维素钠胶液；(2)在搅拌下，向混合容器中依次加入活性物质、导电剂、羧甲基纤维素钠胶液和丁苯胶乳，然后加去离子水调节粘度；(3)在搅拌下，向步骤(2)制备的浆料中加入羧甲基纤维素钠胶液。其制备的浆料粘度较大，进而导致表面张力不均、颗粒团聚、浆料沉降，导致涂布出现气泡、划痕、面密度波动、过滤困难等问题。

上述方案存在有操作周期长或制得浆料粘度过大的问题，因此，开发一种耗时短且保证浆料固含量的基础上，制得浆料粘度较小且粘度波动范围小的制备方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负极浆料及其制备方法和应用，通过高速分散降低胶液或导电剂分散液的粘度，增加了石墨的润湿而去除了捏合步骤，缩短了制浆时间，提高浆料分散的固含量进行研磨分散，降低了浆料的细度，用胶液对制备的高固含浆料稀释分散，稳定了浆料的粘度，提高了浆料的稳定性，制备的浆料解决了过滤困难，涂布出现气泡、划痕及面密度波动等问题。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种负极浆料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)配置羧甲基纤维素钠水溶液，取一部分的羧甲基纤维素钠水溶液与导电剂混合，经一次搅拌得到导电剂分散液，将石墨加入所述导电剂分散液，经二次搅拌得到固含量为64％～66％的第一浆料；