石墨负极粘结剂、浆料合浆方法、负极极片和锂离子电池与流程

本发明涉及锂离子电池制备，尤其涉及石墨负极粘结剂、浆料合浆方法、负极极片和锂离子电池。

背景技术：

1、随着锂离子电池的兴起，石墨材料作为使用最为广泛的负极材料，受到了各锂电池生产企业关注。石墨来源丰富，价格便宜和优异的倍率性能，是目前商业化最多的锂电池负极材料。然而目前广泛运用的石墨负极合浆工艺得到的浆料若要满足粘度1500～4500mpa.s，其固含量必定要降低至45％～52％，才能保证浆料正常通过150目筛网过筛，常规低固含量浆料涂布过程容易卷边、开裂，碾压易粘辊，分切容易出现掉粉等问题，影响卷绕工序良品率，甚至于后段工序自放电等。

2、为了解决上述问题，特此提出本发明。

技术实现思路

1、为了解决上述合浆固含量低、极片掉粉等问题，本发明提供了一种石墨负极含聚丙烯酸类粘结剂(paa)的浆料合浆方法，同时也提供了粘结剂在不同配比下的改善情况。匀浆时加入了聚丙烯酸类粘结剂，在稳定浆料粘度的情况下可提高浆料固含量，使极片具有更好的加工性能，改善电池自放电，同时也有利于石墨材料的稳定性，使电池循环寿命更加良好。

2、上述目的通过以下述技术方案实现的：

3、本发明的目的是这样实现的：

4、第一方面，石墨负极粘结剂包括的原材料组分为石墨材料、炭黑导电剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸类粘结剂、丁苯橡胶粘结剂、去离子水，原材料组分的质量比设为90～98、0.5～3、0.5～2、0.5～5、1～5、10～100。

5、第二方面，本发明提供了一种石墨负极粘结剂的浆料合浆方法，所述方法包括以下步骤：

6、(1)准备制备石墨负极浆料的原材料组分，该原材料组分包括石墨材料、炭黑导电剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸类粘结剂、丁苯橡胶粘结剂、去离子水，所述原材料组分的质量比设为90～98、0.5～3、0.5～2、0.5～5、1～5、10～100；

7、(2)将石墨材料、炭黑导电剂、羧甲基纤维素钠加入行星搅拌机混合搅拌0.5～1.5h得到均匀粉体；

8、(3)在步骤(2)所得均匀粉体中加入55～80％的去离子水搅拌2～4h；

9、(4)在步骤(3)所得浆料中加入聚丙烯酸类粘结剂搅拌1～3h；

10、(5)在步骤(4)所得浆料中加入剩余去离子水继续搅拌0.5～1.5h，调节粘度至1500～4500mpa.s；

11、(6)在步骤(5)调好粘度的浆料加入丁苯橡胶粘结剂搅拌0.5～1h；反转行星搅拌机的搅拌浆，抽真空除去浆液中的小气泡，然后从行星搅拌机的出料口通过筛盘过筛出料，得到要制备的石墨负极粘结剂的浆料。

12、作为本技术的进一步改进，所述步骤(2)中行星搅拌机的公转速度为15～35rpm，自转速度为100～500rpm。

13、作为本技术的进一步改进，所述步骤(3)中行星搅拌机的公转速度为25～40rpm，自转速度为300～1000rpm。

14、作为本技术的进一步改进，所述步骤(4)中行星搅拌机的公转速度为25～40rpm，自转速度为500～1500rpm。

15、作为本技术的进一步改进，所述步骤(5)中行星搅拌机的公转速度为25～45rpm，自转速度为1000～2000rpm。

16、作为本技术的进一步改进，所述步骤(6)中行星搅拌机的公转速度为25～40rpm，自转速度为300～1200rpm。

17、作为本技术的进一步改进，所述步骤(6)中浆料出料过筛的筛盘目数设为150。

18、第二方面，本发明提供了一种负极极片，包括上述方法得到的负极浆料；其制作方法为：将负极浆料按照设定的面密度均匀地涂在铜箔上，通过烘烤去除浆料中的溶剂，得到未辊压的负极极片。

19、作为本技术的进一步改进，所述铜箔的厚度为8-12μm。

20、第三方面，本发明提供了一种锂离子电池，包括上述的负极极片。

21、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

22、①本发明加入了聚丙烯酸类粘结剂，有利于提高浆料固含量，同时保证浆料粘度稳定性，有利于浆料匀浆和过筛，避免了石墨颗粒团聚导致的筛网堵塞问题。

23、②同时极大地改善了涂布工序中的卷边和开裂问题；并且也极大的提升了石墨材料与箔材之间的粘附力，使极片具有更好的加工性能，减少了极片辊压分切时粘辊、掉料等情况的发生；进一步提升了石墨材料的稳定性，使电池循环寿命更加良好。

24、③本发明加入了聚丙烯酸类粘结剂，可提高电池在低温环境下的放电效率，有助于低温性能的提升。

技术特征：

1.石墨负极粘结剂，其特征在于，包括的原材料组分为石墨材料、炭黑导电剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸类粘结剂、丁苯橡胶粘结剂、去离子水，原材料组分的质量比设为90～98、0.5～3、0.5～2、0.5～5、1～5、10～100。

2.石墨负极粘结剂的浆料合浆方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述石墨负极粘结剂的浆料合浆方法，其特征在于：所述步骤(2)中行星搅拌机的公转速度为15～35rpm，自转速度为100～500rpm。

4.根据权利要求2所述石墨负极粘结剂的浆料合浆方法，其特征在于：所述步骤(3)中行星搅拌机的公转速度为25～40rpm，自转速度为300～1000rpm。

5.根据权利要求2所述石墨负极粘结剂的浆料合浆方法，其特征在于：所述步骤(4)中行星搅拌机的公转速度为25～40rpm，自转速度为500～1500rpm。

6.根据权利要求2所述石墨负极粘结剂的浆料合浆方法，其特征在于：所述步骤(5)中行星搅拌机的公转速度为25～45rpm，自转速度为1000～2000rpm。

7.根据权利要求2所述石墨负极粘结剂的浆料合浆方法，其特征在于：所述步骤(6)中行星搅拌机的公转速度为25～40rpm，自转速度为300～1200rpm；所述步骤(6)中浆料出料过筛的筛盘目数设为150。

8.负极极片，其特征在于：包括权利要求1-7中任意一项所述方法得到的负极浆料；其制作方法为：将负极浆料按照设定的面密度均匀地涂在铜箔上，通过烘烤去除浆料中的溶剂，得到未辊压的负极极片。

9.根据权利要求8所述负极极片，其特征在于：所述铜箔的厚度为8-12μm。

10.锂离子电池，其特征在于：包括权利要求8或9任意一项所述的负极极片。

技术总结本发明涉及石墨负极粘结剂、浆料合浆方法、负极极片和锂离子电池，石墨负极粘结剂包括的原材料组分为石墨材料、炭黑导电剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸类粘结剂、丁苯橡胶粘结剂、去离子水；石墨负极粘结剂的浆料合浆方法，所述方法包括以下步骤：准备制备石墨负极浆料的原材料组分，将石墨材料、炭黑导电剂、羧甲基纤维素钠加入行星搅拌机混合搅拌0.5～1.5h得到均匀粉体；所得均匀粉体中加入55～80％的去离子水搅拌2～4h；所得浆料中加入聚丙烯酸类粘结剂搅拌1～3h；所得浆料中加入剩余去离子水继续搅拌0.5～1.5h，调节粘度至1500～4500mpa.s；调好粘度的浆料加入丁苯橡胶粘结剂搅拌0.5～1h；反转行星搅拌机的搅拌浆，抽真空除去浆液中的小气泡，然后从行星搅拌机的出料口通过筛盘过筛出料。技术研发人员：黄娅莹,杨广林,王左诚,袁军,于乐受保护的技术使用者：江西远东电池有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2