CN108598577B - 一种锂离子电池制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂离子电池制造方法，属于锂离子电池制备技术领域。该方法步骤如下：(1)电极材料粉末的制备；(2)预制体的制备；(3)锂离子电池浆料的制备；(4)极片的制备；(5)电芯的制备；(6)锂离子电池制备。本发明的可用于锂离子电池生产的预制体投料设备操作方便、减少粉料扬尘与损耗的几率、易于机械化操作、大大减少生产误差与生产时间。

Description

一种锂离子电池制造方法

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池制造方法，属于锂离子电池制造技术领域。

背景技术

近年来，随着锂离子电池的储电能力和生产技术的持续进步，锂离子电池已经成为电子产品、电动汽车的主要储能设备。与此同时，锂离子电池的市场需要量大幅度上升，与此同时，对锂离子电池的生产成本、生产效率以及性能一致性的需求也日益提高。

汽车用动力电池对锂离子电池的性能一致性要求较高，对正极、负极电极材料的一致性的需求也相应提高。在电极材料的生产过程中，无论生产条件控制达到多高的水平，不同的批次之间难免存在一定的一致性差异。故需要对不同生产批次的材料进行均匀混合的操作工序(简称批混)，以实现材料的一致性。

在锂离子电池的制备过程中，首先要进行浆料的生产。浆料生产过程中，主要有两种路线，其一：先将粘结剂和溶剂混合搅拌，制备胶液，再将电极材料、导电剂、添加剂依次加入搅拌釜中，加入胶液进行搅拌分散；其二：直接将粘结剂、导电剂、电极材料、添加剂加入搅拌釜中，加入溶剂进行搅拌分散。

在这两个制备路线中，电极材料、导电剂、添加剂都是粉末状物体。粉体的称量过程主要分为人工称量和设备称量两种技术。人工称量采用电子秤对各组分依次进行手动称量和加料，每种粉体都需要进行一次称量，过程繁琐且容易造成职业伤害；也可选用自动加料设备，会增加生产成本和场地。

例如，CN201611200897公开的“锂离子电池浆料及其制备方法”，该技术方案采用的匀浆步骤如下，步骤一、将活性材料、粘结剂和导电剂除铁后投入双轴桨叶式高效混合机中，混合均匀，形成混合粉体。步骤二、在所述混合粉体中加入溶剂，搅拌以混合均匀，形成混合浆料。步骤三、将所述混合浆料投入高速分散机中进行高速分散，形成固含量为70-80％的半成品浆料。步骤四、将所述半成品浆料真空下除泡、过筛，形成锂离子电池浆料。该专利申请公开的技术方案中，需要将各个粉体依次进行投料，投料步骤相对较繁琐，需要进行称量操作。

例如，CN201110095839公开的“锂离子电池浆料及其制备方法及锂离子电池”中，采用的匀浆步骤如下：步骤一、使用粘接剂制备浓度为3％～7％的胶液；步骤二、将活性物质和导电剂在三臂行星搅拌机中，在低速下均匀混合形成粉体；步骤三、在步骤二中的粉体中加入溶剂的总量的1％～15％，在低速下均匀混合形成湿粉体，其中，溶剂的总量与所述粉体的质量比为55∶4～50∶50；步骤四、在步骤三中的湿粉体中加入胶液的20％～50％和剩余的溶剂，在高速下均匀混合；步骤五、加入剩余的胶液，先在低速下均匀搅拌5～10分钟，然后在高速下搅拌2～5小时，形成锂离子电池浆料。该专利申请公开的技术方案中，采用先配胶后配制浆料的流程，需要制胶设备和匀浆设备，同时所有的粉料都需要称量步骤，投料步骤相对较繁琐，需要手工称料或机械加料。

因此，提供一种操作方便、减少粉料扬尘与损耗的几率、易于机械化操作、大大减少生产误差与生产时间的锂离子电池制造方法就成为该技术领域急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作方便、减少粉料扬尘与损耗的几率、易于机械化操作、大大减少生产误差与生产时间的锂离子电池制造方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：

一种锂离子电池制造方法，其步骤如下：

(1)电极材料粉末的制备

在电极材料生产的批混工序中，同步将导电剂、粘结剂、添加剂同时加入，获得均匀粉末；

说明：电极材料的生产中，最后一道工序为批混作业，目的是使不同批次的材料充分混合，在批混过程中，可以同时将锂离子电池的浆料生产中所需的其他的固体粉末(如导电剂、粘结剂、添加剂等)同步加入，在批混的过程中，同时将所有的材料混匀；

(2)预制体的制备

将步骤(1)中的批混后的均匀粉末模压，制备成预制体；

说明：该步骤需要将粉末模压成外形规整、重量一致的块状预制体，以方便在锂离子生产时进行投料，如每块重量10kg时，投料100kg则可直接投料10块；

(3)锂离子电池浆料的制备

将步骤(2)的预制体通过投料设备投入匀浆设备中，加入溶剂，获得锂离子电池浆料；

说明：预制体投入匀浆设备时是块状，经过低速搅拌迅速破碎，随着溶剂的加入很快被搅拌成湿粉，再经过高速搅拌和分散步骤成为均匀稳定的浆料；

(4)极片的制备

将步骤(3)中的浆料，依次进行涂布、辊压、裁片工序，得到极片；

(5)电芯的制备

将步骤(4)中的极片进行电芯组装工序；

(6)锂离子电池制备

将步骤(5)中制备的电芯进行电池化成工序，得到锂离子电池。

优选地，所述步骤(3)中所述投料设备的具体结构如下：

一种预制体投料设备，包括承载盘、导轨、传送带、运输车、传动带和摇杆；摇杆固设于运输车的一端，导轨固设于运输车的上部，摇杆与导轨通过传动带相连接，传送带与导轨连接，承载盘固定于传送带上。

优选地，所述承载盘口朝上放置，其中投料方向具备一定角度的斜面，保证到达前段投料点后，承载盘1内的预制体可以顺利倒出。

优选地，所述导轨为若干个，并排固设于运输车的上部。

优选地，所述导轨为4-15个。

优选地，所述导轨为10个。

优选地，所述摇杆为手动式。

优选地，所述摇杆为自动式。

优选地，所述承载盘为4-12个。

优选地，所述承载盘中装入1块或多块预制体，但每个承载盘中的数量一致。

优选地，所述承载盘朝向投料侧的侧壁具备斜角，角度在25-75度之间。

优选地，所述承载盘朝向投料侧的侧壁具备斜角，角度在45度。

优选地，所述承载盘为304不锈钢，与现有匀浆设备使用的钢材一致。

优选地，所述步骤(3)中所述加入溶剂的具体步骤为：加入5重量％-15重量％的溶剂，低速搅拌；再加入80重量％-90重量％的溶剂，高速搅拌分散；再加入剩余5重量％-15重量％的溶剂，低速搅拌。

优选地，所述电极材料的质量比例为80％-95％之间。

优选地，所述导电剂的质量比例为1％-10％之间。

优选地，所述粘结剂的质量比例为2％-10％之间。

优选地，所述添加剂的质量比例为1％-5％之间。

优选地，所述预制体的外形为正方体、长方体、圆柱体、球体等便于运输、称量、计数的规整外形。

优选地，所述电极材料中的正极材料可为磷酸铁锂正极材料、三元正极材料、锰酸锂正极材料、富锂锰基正极材料中的一种或几种的混合材料；负极材料可为硅基负极材料、碳基负极材料、金属氧化物负极材料、钛酸锂负极材料中的一种或几种的混合材料。

优选地，所述添加剂可为自身终止高分歧寡聚物，具体为双马来酰亚胺寡聚物材料，也可为能够对铜箔和铝箔进行温和刻蚀的挥发性弱酸，如醋酸；易热分解弱酸，如草酸。

优选地，所述预制体制备过程中，四种成分的混合可采用双行星搅拌机、螺带式混合机、高速搅拌混料机等设备对四个组分进行混合分散，直至将各个组分完全混合均匀。

优选地，预制体制备浆料时，可选用双行星搅拌机、球磨机、高速均质机、高压均质机等浆料混合设备进行浆料的制备。

优选地，所述预制体制备过程中，将一定质量的粉末加入模压机中，通过模压操作使其压制成为固定形状的预制体。

优选地，所述预制体的重量应为0.5-5kg之间，预制体重量以0.5kg的整数倍为宜，便于计量。

优选地，所述预制体的莫氏硬度在1-4之间，在能够保证运输使用过程中的完整性的情况下，可以尽可能的将硬度降低。

优选地，所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、乙炔黑、碳纳米管、中间相碳微球导电剂中的一种或几种的混合材料。

优选地，所述粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)中的一种或几种的混合材料。

优选地，所述步骤(3)中所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。

有益效果：

本发明的锂离子电池制造方法将四种锂离子电池生产中的粉末状原料进行预混，压制得到预制体，主要优势在于：

(1)电极材料的生产中，为了得到性能一致性较好的产品，需要进行批混作业，使不同批次的电极材料充分混合，导电剂、粘结剂、添加剂可在电极材料的批混作业中一起加入，使电极材料的批混和锂离子电池的原料预混同步完成，无需额外购置设备；

(2)锂离子电池浆料的常规制备过程中，通常需要胶液配制和浆料制备两个步骤，采用本发明的方法，预制体进行浆料制备时，可将预制体和溶剂直接进行搅拌，把两个步骤合为一个，节省了生产设备和生产时间；

(3)预制体加料过程简单，直接以预制体投料即可，比起干粉称量或自动称量设备更加高效和低成本。

下面通过附图说明和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

附图说明

图1是本发明实施例1的锂离子电池制造方法中预制体投料设备的结构示意程图。

附图中主要零部件名称：

1 承载盘 2 导轨

3 传送带 4 运输车

5 传动带 6 摇杆

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种锂离子电池制造方法，其步骤如下：

(1)电极材料粉末的制备

将正极材料、导电剂、粘结剂、添加剂以88：7：4：1的质量比进行批混操作；本实施例的正极材料为三元材料、导电剂为导电炭黑、粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)、添加剂为双马来酰亚胺寡聚物，通过高速混料机对总重1吨的原料干粉进行批混操作，获得均匀的预混粉末；

(2)预制体的制备

将预混粉末加入模具形状为长方体的模压成型机中，每次加料质量为2kg，压制获得莫氏硬度为1的预制体500块，可满足100L容量的双行星搅拌机进行10次锂离子电池正极浆料的生产；

(3)锂离子电池浆料的制备

取50块预制体，通过投料设备投入100L容量的双行星搅拌机中；加入40kg N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，以25转/分钟的搅拌转速、2500转/分钟的分散盘转速，进行2小时的作业；加入40kg NMP溶剂，以25转/分钟的搅拌转速、2500转/分钟的分散盘转速，进行3小时的作业，获得理论固含量为55.56％的浆料；进行固含量调整，由于预制体难免存在一定量的的磨损或重量误差，对浆料进行固含量检测后，需要加入适量的NMP溶剂进行固含量调整。例如，固含量为55％时，可加入3.2kg的NMP溶剂，进行固含量调整，再以15转/分钟的搅拌桨转速、1200转/分钟的分散盘转速进行0.5小时的作业，将浆料的固含量调整为54％；

整个浆料制备过程中，需要步骤为4步，双行星搅拌机为1台，消耗总时间为5.5小时；

(4)极片的制备

将步骤(3)中的浆料，依次进行涂布、辊压、裁片工序，得到极片；

(5)电芯的制备

将步骤(4)中的极片进行电芯组装工序；

(6)锂离子电池制备

将步骤(5)中制备的电芯进行电池化成工序，得到锂离子电池1。

如图1所示，为是本发明实施例的锂离子电池制造方法中预制体投料设备的结构示意程图，其中，1为承载盘，2为导轨，3为传送带，4为运输车，5为传动带，6为摇杆；本发明中的预制体投料设备，包括承载盘1，导轨2，传送带3，运输车4，传动带5，摇杆6；摇杆6固设于运输车4的一端，导轨2共计10个，并排固设于运输车4的上部，摇杆6与最接近的一个导轨2通过传动带5相连接，传送带3与导轨2连接，承载盘1共计12个，固设于传送带3上，传送带3通过导轨2旋转时的摩擦力带动，其动力源于摇杆6，转动摇杆6时，传动带5带动第一个导轨2转动，其余导轨为从动；承载盘1为304不锈钢，与现有匀浆设备使用的钢材一致，承载盘1口朝上放置，其中承载盘1朝向投料侧的侧壁具备斜角，角度为25度，保证到达前段投料点后，承载盘1内的预制体可以顺利倒出，预制体倒出后，空的承载盘1继续随着传送带3前行，并在传动带5的下端循环传送至传动侧，加上预制体，开始又一个循环。

投料开始前，将预制体装入传送带3上的承载盘1中，将投料设备(包括运输车在内的预制体投料设备)推至锂离子电池浆料生产设备附近，将可用于锂离子电池生产的预制体投料设备摇杆6的相对端对准匀浆腔体，摇动摇杆6，将预制体投入本发明的预制体投料设备中，将预制体装入可用于锂离子电池生产的预制体投料设备的承载盘1中，每个承载盘1中可装入一定数量的预制体，可以为1块或多块，但每个承载盘1中的数量一致，例如，每块预制体为2kg，每个承载盘1可以装入5块，每生产一批浆料需要20kg原料时，可将预制体装满2个承载盘，全部加入到匀浆腔体中，也可装满多个承载盘，对多台设备进行投料，将承载盘1中的预制体倾倒入锂离子电池的浆料生产设备中。此外，由于投料设备将浆料生产设备与生产人员隔开了一定的距离，有利于人员的安全及降低人为带入污染物的风险，本实施例中摇杆6为手动。

实施例2

一种锂离子电池制造方法，其步骤如下：

(1)电极材料粉末的制备

将正极材料、导电剂、粘结剂、添加剂以80：10：5：5的质量比进行批混操作；本实施例的正极材料为三元材料、导电剂为导电炭黑、粘结剂为PVDF、添加剂为双马来酰亚胺寡聚物，通过高速混料机对总重1吨的原料干粉进行批混操作，获得均匀的预混粉末；

(2)预制体的制备

将预混粉末加入模具形状为圆柱体的模压成型机中，每次加料质量为5kg，压制获得莫氏硬度为4的预制体500块，可满足100L容量的双行星搅拌机进行10次锂离子电池正极浆料的生产；

(3)锂离子电池浆料的制备

取50块预制体，通过投料设备投入100L容量的双行星搅拌机中；加入40kgNMP溶剂，以25转/分钟的搅拌转速、2500转/分钟的分散盘转速进行2小时的作业；加入40kg NMP溶剂，以25转/分钟的搅拌转速、2500转/分钟的分散盘转速进行3小时的作业，获得理论固含量为55.56％的浆料；进行固含量调整，由于预制体难免存在一定量的磨损或重量误差，对浆料进行固含量检测后，需要加入适量的NMP溶剂进行固含量调整。例如，固含量为55％时，加入3.2kg的NMP溶剂，进行固含量调整，再以15转/分钟的搅拌桨转速、1200转/分钟的分散盘转速进行0.5小时的作业，将浆料的固含量调整为54％；

整个浆料制备过程中，需要步骤为4步，双行星搅拌机为1台，消耗总时间为5.5小时；

(4)极片的制备

将步骤(3)中的浆料，依次进行涂布、辊压、裁片工序，得到极片；

(5)电芯的制备

将步骤(4)中的极片进行电芯组装工序；

(6)锂离子电池制备

将步骤(5)中制备的电芯进行电池化成工序，得到锂离子电池2。

本发明中的预制体投料设备，包括承载盘，导轨，传送带，运输车，传动带，摇杆；摇杆固设于运输车的一端，导轨共计4个，并排固设于运输车的上部，摇杆与最接近的一个导轨通过传动带相连接，传送带与导轨连接，承载盘共计4个，固设于传送带上，传送带通过导轨旋转时的摩擦力带动，其动力源于摇杆，转动摇杆时，传动带带动第一个导轨转动，其余导轨为从动；承载盘为304不锈钢，与现有匀浆设备使用的钢材一致，承载盘口朝上放置，其中承载盘朝向投料侧的侧壁具备斜角，角度为25度，保证到达前段投料点后，承载盘内的预制体可以顺利倒出，预制体倒出后，空的承载盘继续随着传送带前行，并在传动带的下端循环传送至传动侧，加上预制体，开始又一个循环。

投料开始前，将预制体装入传送带上的承载盘中，将投料设备(包括运输车在内的预制体投料设备)推至锂离子电池浆料生产设备附近，将可用于锂离子电池生产的预制体投料设备摇杆的相对端对准匀浆腔体，摇动摇杆，将预制体投入本发明的预制体投料设备中，将预制体装入预制体投料设备的承载盘中，每个承载盘中可装入一定数量的预制体，可以为1块或多块，但每个承载盘中的数量一致，例如，每块预制体为2kg，每个承载盘可以装入5块，每生产一批浆料需要20kg原料时，可将预制体装满2个承载盘，全部加入到匀浆腔体中，也可装满多个承载盘，对多台设备进行投料，将承载盘中的预制体倾倒入锂离子电池的浆料生产设备中。此外，由于投料设备将浆料生产设备与生产人员隔开了一定的距离，有利于人员的安全及降低人为带入污染物的风险，本实施例中摇杆为自动(电动机驱动)。

实施例3

一种锂离子电池制造方法，其步骤如下：

(1)电极材料粉末的制备

将正极材料、导电剂、粘结剂、添加剂以95：1：2：2的质量比进行批混操作；本实施例的正极材料为三元材料、导电剂为导电炭黑、粘结剂为PVDF、添加剂为双马来酰亚胺寡聚物，通过高速混料机对总重1吨的原料干粉进行批混操作，获得均匀的预混粉末；

(2)预制体的制备

将预混粉末加入模具形状为球体的模压成型机中，每次加料质量为2kg，压制获得莫氏硬度为1的预制体500块，可满足100L容量的双行星搅拌机进行10次锂离子电池正极浆料的生产；

(3)锂离子电池浆料的制备

取50块预制体，通过投料设备投入100L容量的双行星搅拌机中；加入40kgNMP溶剂，以25转/分钟的搅拌转速、2500转/分钟的分散盘转速进行2小时的作业；加入40kg NMP溶剂，以25转/分钟的搅拌转速、2500转/分钟的分散盘转速进行3小时的作业，获得理论固含量为55.56％的浆料；进行固含量调整：由于预制体难免存在一定量的磨损或重量误差，对浆料进行固含量检测后，需要加入适量的NMP溶剂进行固含量调整，例如，固含量为55％时，加入3.2kg的NMP，进行固含量调整，再以15转/分钟的搅拌桨转速、1200转/分钟的分散盘转速进行0.5小时的作业，将浆料的固含量调整为54％；

整个浆料制备过程中，需要步骤为4步，双行星搅拌机为1台，消耗总时间为5.5小时；

(4)极片的制备

将步骤(3)中的浆料，依次进行涂布、辊压、裁片工序，得到极片；

(5)电芯的制备

将步骤(4)中的极片进行电芯组装工序；

(6)锂离子电池制备

将步骤(5)中制备的电芯进行电池化成工序，得到锂离子电池3。

本发明中的预制体投料设备，包括承载盘，导轨，传送带，运输车，传动带，摇杆；摇杆固设于运输车的一端，导轨共计10个，并排固设于运输车的上部，摇杆与最接近的一个导轨通过传动带相连接，传送带与导轨连接，承载盘共计12个，固设于传送带上，传送带通过导轨旋转时的摩擦力带动，其动力源于摇杆，转动摇杆时，传动带带动第一个导轨转动，其余导轨为从动；承载盘为304不锈钢，与现有匀浆设备使用的钢材一致，承载盘口朝上放置，其中承载盘朝向投料侧的侧壁具备斜角，角度为45度，保证到达前段投料点后，承载盘内的预制体可以顺利倒出，预制体倒出后，空的承载盘继续随着传送带前行，并在传动带的下端循环传送至传动侧，加上预制体，开始又一个循环。

投料开始前，将预制体装入传送带上的承载盘中，将投料设备(包括运输车在内的可用于锂离子电池生产的预制体投料设备)推至锂离子电池浆料生产设备附近，将预制体投料设备摇杆的相对端对准匀浆腔体，摇动摇杆，将预制体投入本发明的预制体投料设备中，将预制体装入可用于锂离子电池生产的预制体投料设备的承载盘中，每个承载盘中可装入一定数量的预制体，可以为1块或多块，但每个承载盘中的数量一致，例如，每块预制体为2kg，每个承载盘可以装入50块，每生产一批浆料需要200kg原料时，可将预制体装满2个承载盘，全部加入到匀浆腔体中，也可装满多个承载盘，对多台设备进行投料，将承载盘中的预制体倾倒入锂离子电池的浆料生产设备中。此外，由于投料设备将浆料生产设备与生产人员隔开了一定的距离，有利于人员的安全及降低人为带入污染物的风险，本实施例中摇杆6为手动。

对比例

(1)称取粘结剂4kg，溶解于76kg NMP中，以15转/分钟的搅拌转速、1500转/分钟的分散转速进行5小时的作业，制备获得5％的胶液80kg；

(2)人工称取(或机械自动下料)三元材料88kg，导电炭黑7kg，双马来酰亚胺寡聚物1kg，分别加入至100L容量的双行星搅拌机中；

(3)以15转/分钟的搅拌转速进行0.5小时的干混操作；

(4)加入40kg胶液以25转/分钟的搅拌转速、2500转/分钟的分散盘转速进行1小时的作业；

(5)加入40kg胶液加入40kg胶液以25转/分钟的搅拌转速、2500转/分钟的分散盘转速进行2小时的作业；

(6)进行固含量调整，方法与实施例1相同。可加入9.2kg的NMP；再以15转/分钟的搅拌桨转速、1200转/分钟的分散盘转速进行0.5小时的作业，将浆料的固含量调整为54％。

整个浆料制备过程中需要步骤为6步，双行星搅拌机为2台，消耗总时间为9小时。

取实施例1与对比例浆料进行对比，其粘度皆在5000±500cps之间，刮板细度为28-30微米之间，搅拌釜上下层取样固含量皆为54％，浆料密度皆为1.75g/cm³。进行挤压式涂布后，获得极片的扫描电镜图形貌相似，组装获得的电池容量分布相同，循环500次后，容量的衰减皆为约10％。由此可见，使用预制体制备的锂离子电池性能与传统方法制备的锂离子电池性能相近，可以作为锂离子电池生产的下一代原料。

本发明方法的基本思路是，电极材料生产完成后，需要通过批混工艺将不同批次的材料进行均匀混合，以保证材料性能的一致性，在批混过程中，将粘结剂、添加剂、导电剂一同加入至批混机中，获得各个粉末材料均匀分布的预混粉末，预混粉末在干粉模压机中可以制备成外形规整、重量一致的预制体，便于产品储运和生产加料。

预制体可以成块加入到锂离子电池生产的制浆设备中，并在加入的过程中通过计数的方式来控制加料质量，再通过搅拌分散制备浆料。

本发明的有益效果：

由以上技术方案可知，本发明涉及的锂离子电池制造方法，主要优势在于：

与此前每罐浆料都要对所有组分进行一次称量操作相比，预制体及投料设备参与的生产过程中，称量次数大大减少；

例如，正极浆料生产通常需要电极材料、两种导电剂和粘结剂，生产浆料过程中需要多次称量，每10批次浆料需要完成40次称量操作，采用预制体则只需大批量投入粉末混合设备时进行一次称量，粉末混合设备每次通常可以完成1-5吨的材料，一般可满足10-50批次的浆料生产；

模压制备的预制体不仅减少了粉料扬尘与损耗的几率，同时，预制体的投料和重量计量更易于机械化操作，可以大大减少生产误差与生产时间。

落实在锂离子生产的过程中，只需要通过对预制体进行计数，便可简单计算获得浆料的实际投料重量。

本发明方法的基本思路是，电极材料生产完成后，需要通过批混工艺将不同批次的材料进行均匀混合，以保证材料性能的一致性，在批混过程中，将粘结剂、添加剂、导电剂一同加入至批混机中，获得各个粉末材料均匀分布的预混粉末，预混粉末在干粉模压机中可以制备成外形规整、重量一致的预制体，便于产品储运和生产加料。

预制体可以成块加入到锂离子电池生产的制浆设备中，并在加入的过程中通过计数的方式来控制加料质量，再通过搅拌分散制备浆料。

具体的，本发明与传统浆料制备工艺最大的不同在于：

(1)粘结剂不需要单独制备成胶液，节省电池生产线所需的搅拌机和生产时间；正常生产情况下，可节省超过20％的搅拌机，超过30％的浆料生产时间；

(2)浆料的加料过程简化为直接加入预制体，原有的各组分无需分别进行称量与加料，节省称量人工或称量设备以及加料时间；正常生产的情况下，可节省超过50％的称量人员，70％的称量设备以及70％的加料时间。

(3)浆料分散过程中不再需要各原料干粉搅拌混合步骤，可节省部分浆料分散的时间和电能。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锂离子电池制造方法，其步骤如下：

(1)电极材料粉末的制备

在电极材料生产的批混工序中，同步将导电剂、粘结剂、添加剂同时加入电极材料中，获得均匀粉末；所述电极材料中的正极材料为磷酸铁锂正极材料、三元正极材料、锰酸锂正极材料、富锂锰基正极材料中的一种或几种的混合；负极材料为硅基负极材料、碳基负极材料、金属氧化物负极材料、钛酸锂负极材料中的一种或几种的混合；所述添加剂为双马来酰亚胺寡聚物、醋酸或草酸；所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、乙炔黑、碳纳米管、中间相碳微球导电剂中的一种或几种的混合；所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素中的一种或几种的混合；

(2)预制体的制备

将步骤(1)中的批混后的均匀粉末模压，制备成预制体；

(3)锂离子电池浆料的制备

将步骤(2)的预制体通过投料设备投入匀浆设备中，加入溶剂，获得锂离子电池浆料；采用的投料设备包括承载盘、导轨、传送带、运输车、传动带和摇杆；摇杆固设于运输车的一端，导轨固设于运输车的上部，摇杆与导轨通过传动带相连接，传送带与导轨连接，承载盘固定于传送带上；

(4)极片的制备

将步骤(3)中的浆料，依次进行涂布、辊压、裁片工序，得到极片；

(5)电芯的制备

将步骤(4)中的极片进行电芯组装工序；

(6)锂离子电池制备

将步骤(5)中制备的电芯进行电池化成工序，得到锂离子电池。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池制造方法，其特征在于：所述承载盘朝向投料侧的侧壁具备斜角，角度在25-75度之间；所述导轨为若干个，并排固设于运输车的上部，所述导轨为4-15个，所述摇杆为手动式或自动式，所述承载盘为4-12个。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中导电剂、粘结剂、添加剂和电极材料的混合采用双行星搅拌机、螺带式混合机或高速搅拌混料机设备对四个组分进行混合分散，直至将各个组分完全混合均匀；所述步骤(3)中所述匀浆设备为双行星搅拌机、球磨机、高速均质机或高压均质机。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中所述电极材料的质量比例在80％-95％之间，所述步骤(1)中所述导电剂的质量比例在1％-10％之间，所述步骤(1)中所述粘结剂的质量比例在2％-10％之间，所述步骤(1)中所述添加剂的质量比例在1％-5％之间。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中所述预制体的外形为正方体、长方体、圆柱体或球体。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池制造方法，其特征在于：所述步骤(3)中所述加入溶剂的具体步骤为：加入5重量％-15重量％的溶剂，低速搅拌；再加入80重量％-90重量％的溶剂，高速搅拌分散；再加入剩余5重量％-15重量％的溶剂，低速搅拌。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池制造方法，其特征在于：所述步骤(3)中所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中预制体的单个质量在0.5-50kg之间。

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