CN116532017A - 一种电池正极材料的匀浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池正极材料的匀浆方法，包括如下步骤：步骤1：准备原材料：将所需的电池正极材料和其他添加剂等按照一定比例混合，制成混合物。步骤2：加入溶剂：将混合物加入适量的溶剂中，并进行充分搅拌，以便使混合物均匀地分散在溶剂中。本发明当高功率超声波耦合到混合浆料中时，浆料分别在高压和低压循环中被压缩和膨胀，在低压循环中，会产生微小的真空气泡，这些气泡会在多个压力循环中增长，在气泡生长的那些周期中，液体中的气体被吸附到气泡表面，并且在具有足够大的尺寸时从液体中释放出来，大大降低了浆料中的气泡，提高了匀浆的效果。
Description
技术领域
本发明涉及电池正极材料匀浆技术领域，更具体为一种电池正极材料的匀浆方法。
背景技术
电池是一种将化学能转换为电能的装置，由一个或多个电化学电池组成。根据维基百科的介绍，电池作为一种电源装置，主要应用于为电气设备供电。电池可以由单个电化学电池构成，也可以由多个电化学电池组成电池组，它们之间可以通过串联、并联或串并联方式进行连接。电池的工作原理是利用电解质和金属的氧化还原反应来产生电能。当两种不同的金属物质(称为电极)被放入稀释的电解液中时，由于电极金属的电子亲和力不同，在电极中会分别发生氧化和还原反应，从而产生电能。具体反应方式可以根据不同类型的电池而有所差异，如钴酸锂电池、铅酸电池、镍氢电池等。总之，电池是一种将化学能转换为电能的装置，广泛应用于各种电子设备、交通工具和储能系统等领域，是现代社会不可或缺的关键技术之一。
电池正极材料匀浆属于电池材料研究领域，对于锂离子电池、钠离子电池等电池的研究和制备都有重要意义。锂离子电池是目前最为普遍的一种可充电电池，其正极材料的性能和稳定性直接影响到电池的使用寿命、安全性能和能量密度等关键参数。因此，对电池正极材料的分类、组成和特性进行细致的研究和分析，是电池材料研究的重要任务之一。
在电池材料研究中，常常需要对电池正极材料进行匀浆处理，以满足后续实验的需要。电池正极材料匀浆可以提高样品的均匀性和可操作性，有利于保证实验结果的准确性和可靠性。因此，在电池材料研究中，电池正极材料的匀浆技术被广泛应用，成为电池材料制备和测试中的一项基础工艺
目前，在电池正极材料的匀浆过程中存在匀浆不充分，粉末颗粒可能会聚集成团，导致电池正极涂层不均匀。因此，需要提供一种新的技术方案给予解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池正极材料的匀浆方法，其解决了目前，在电池正极材料的匀浆过程中存在匀浆不充分，粉末颗粒可能会聚集成团，导致电池正极涂层不均匀的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电池正极材料的匀浆方法，电池正极材料的匀浆方法包括如下步骤：
步骤1：准备原材料：将所需的电池正极材料和其他添加剂等按照一定比例混合，制成混合物。
步骤2：加入溶剂：将混合物加入适量的溶剂中，并进行充分搅拌，以便使混合物均匀地分散在溶剂中；
步骤3：进行超声处理：将混合物置于超声波器中，进行超声波处理。这可以帮助混合物更加均匀地分散在溶剂中，并消除其中的气泡等不均匀因素；
步骤4：过滤：将匀浆后的混合物通过过滤器过滤，以去除其中的杂质和颗粒等；
步骤5：干燥：将过滤后的混合物放在干燥箱中进行干燥处理，以去除其中的水分并使其达到所需的干燥程度。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤1中添加剂根据电池类型进行选择，电池正极材料为钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂中的一种。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤2中的溶剂可以是乙醇、N-甲基吡咯烷酮、丙酮和二甲苯中的一种或混合物。
作为本发明的一种优选实施方式，所述添加剂的添加比例为正极材料重量的1～5％。
作为本发明的一种优选实施方式，所述超声波去除溶剂中气泡的频率在20～40kHz之间，功率在100～5000W。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤2中的搅拌时间为30～45min,搅拌温度为25～30℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明在电极正极材料中加入添加剂，其中添加剂包括碳黑、聚乙烯醇、聚丙烯酸银、碳酸锂、氟化锂、硫酸铵、碳酸锂、聚丙烯酸银，可以提高导电性能；促进混合物中材料的黏合性，增强材料结构和导电性能的作用，具有良好的抗氧化功能，同时采用超声波处理，当高功率超声波耦合到混合浆料中时，浆料分别在高压和低压循环中被压缩和膨胀，在低压循环中，会产生微小的真空气泡，这些气泡会在多个压力循环中增长，在气泡生长的那些周期中，液体中的气体被吸附到气泡表面，并且在具有足够大的尺寸时从液体中释放出来，大大降低了浆料中的气泡，提高了匀浆的效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种电池正极材料的匀浆方法，电池正极材料的匀浆方法包括如下步骤：
步骤1：准备原材料：将所需的电池正极材料和其他添加剂等按照一定比例混合，制成混合物。
步骤2：加入溶剂：将混合物加入适量的溶剂中，并进行充分搅拌，以便使混合物均匀地分散在溶剂中；
步骤3：进行超声处理：将混合物置于超声波器中，进行超声波处理。这可以帮助混合物更加均匀地分散在溶剂中，并消除其中的气泡等不均匀因素；
步骤4：过滤：将匀浆后的混合物通过过滤器过滤，以去除其中的杂质和颗粒等；
步骤5：干燥：将过滤后的混合物放在干燥箱中进行干燥处理，以去除其中的水分并使其达到所需的干燥程度。
进一步改进的，所述步骤1中添加剂根据电池类型进行选择，电池正极材料为钴酸锂，添加剂为添加剂可能包括碳黑、聚乙烯醇、聚丙烯酸银。其中，碳黑可以提高导电性能；PVA可促进混合物中材料的黏合性，可起到增强材料结构和导电性能的作用。
进一步改进的，所述步骤2中的溶剂可以是乙醇，可以与大多数有机物和水形成混合物。
进一步改进的，所述添加剂的添加比例为正极材料重量的3％。
进一步改进的，所述超声波去除溶剂中气泡的频率在30kHz之间，功率在2000W。
进一步改进的，所述步骤2中的搅拌时间为40min,搅拌温度为28℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用超声波处理，当高功率超声波耦合到混合浆料中时，浆料分别在高压和低压循环中被压缩和膨胀，在低压循环中，会产生微小的真空气泡，这些气泡会在多个压力循环中增长，在气泡生长的那些周期中，液体中的气体被吸附到气泡表面，并且在具有足够大的尺寸时从液体中释放出来，大大降低了浆料中的气泡，提高了匀浆的效果。
实施例2
电池正极材料的匀浆方法包括如下步骤：
步骤1：准备原材料：将所需的电池正极材料和其他添加剂等按照一定比例混合，制成混合物。
步骤2：加入溶剂：将混合物加入适量的溶剂中，并进行充分搅拌，以便使混合物均匀地分散在溶剂中；
步骤3：进行超声处理：将混合物置于超声波器中，进行超声波处理。这可以帮助混合物更加均匀地分散在溶剂中，并消除其中的气泡等不均匀因素；
步骤4：过滤：将匀浆后的混合物通过过滤器过滤，以去除其中的杂质和颗粒等；
步骤5：干燥：将过滤后的混合物放在干燥箱中进行干燥处理，以去除其中的水分并使其达到所需的干燥程度。
进一步改进的，所述步骤1中添加剂根据电池类型进行选择，电池正极材料为锰酸锂，添加剂为碳酸锂、氟化锂和硫酸铵，其中碳酸锂和氟化锂可以调节材料的晶格结构和缩短充放电时间；硫酸铵则可提高材料的电化学性能。
进一步改进的，所述步骤2中的溶剂可以是N-甲基吡咯烷酮，可以有效地溶解一些难溶于其他溶剂的添加剂和正极材料。
进一步改进的，所述添加剂的添加比例为正极材料重量的1％。
进一步改进的，所述超声波去除溶剂中气泡的频率在20kHz之间，功率在1000W。
进一步改进的，所述步骤2中的搅拌时间为30min,搅拌温度为25℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用超声波处理，当高功率超声波耦合到混合浆料中时，浆料分别在高压和低压循环中被压缩和膨胀，在低压循环中，会产生微小的真空气泡，这些气泡会在多个压力循环中增长，在气泡生长的那些周期中，液体中的气体被吸附到气泡表面，并且在具有足够大的尺寸时从液体中释放出来，大大降低了浆料中的气泡，提高了匀浆的效果。
实施例3
电池正极材料的匀浆方法包括如下步骤：
步骤1：准备原材料：将所需的电池正极材料和其他添加剂等按照一定比例混合，制成混合物。
步骤2：加入溶剂：将混合物加入适量的溶剂中，并进行充分搅拌，以便使混合物均匀地分散在溶剂中；
步骤3：进行超声处理：将混合物置于超声波器中，进行超声波处理。这可以帮助混合物更加均匀地分散在溶剂中，并消除其中的气泡等不均匀因素；
步骤4：过滤：将匀浆后的混合物通过过滤器过滤，以去除其中的杂质和颗粒等；
步骤5：干燥：将过滤后的混合物放在干燥箱中进行干燥处理，以去除其中的水分并使其达到所需的干燥程度。
进一步改进的，所述步骤1中添加剂根据电池类型进行选择，电池正极材料为磷酸铁锂，添加剂为碳酸锂和聚丙烯酸银，碳酸锂可以提高电池的放电容量和循环寿命；AgPPA可以提高材料的导电性能和抗氧化性能。
进一步改进的，所述步骤2中的溶剂可以是丙酮，丙酮是一种低毒、易挥发的极性溶剂，适用于一些需要快速干燥的制备工艺。
进一步改进的，所述添加剂的添加比例为正极材料重量的5％。
进一步改进的，所述超声波去除溶剂中气泡的频率在40kHz之间，功率在5000W。
进一步改进的，所述步骤2中的搅拌时间为45min,搅拌温度为30℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用超声波处理，当高功率超声波耦合到混合浆料中时，浆料分别在高压和低压循环中被压缩和膨胀，在低压循环中，会产生微小的真空气泡，这些气泡会在多个压力循环中增长，在气泡生长的那些周期中，液体中的气体被吸附到气泡表面，并且在具有足够大的尺寸时从液体中释放出来，大大降低了浆料中的气泡，提高了匀浆的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电池正极材料的匀浆方法，其特征在于：电池正极材料的匀浆方法包括如下步骤：
步骤1：准备原材料：将所需的电池正极材料和其他添加剂等按照一定比例混合，制成混合物；
步骤2：加入溶剂：将混合物加入适量的溶剂中，并进行充分搅拌，以便使混合物均匀地分散在溶剂中；
步骤3：进行超声处理：将混合物置于超声波器中，进行超声波处理。这可以帮助混合物更加均匀地分散在溶剂中，并消除其中的气泡等不均匀因素；
步骤4：过滤：将匀浆后的混合物通过过滤器过滤，以去除其中的杂质和颗粒等；
步骤5：干燥：将过滤后的混合物放在干燥箱中进行干燥处理，以去除其中的水分并使其达到所需的干燥程度。
2.根据权利要求1所述的一种电池正极材料的匀浆方法，其特征在于：所述步骤1中添加剂根据电池类型进行选择，电池正极材料为钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种电池正极材料的匀浆方法，其特征在于：所述步骤2中的溶剂可以是乙醇、N-甲基吡咯烷酮、丙酮和二甲苯中的一种或混合物。
4.根据权利要求1所述的一种电池正极材料的匀浆方法，其特征在于：所述添加剂的添加比例为正极材料重量的1～5％。
5.根据权利要求1所述的一种电池正极材料的匀浆方法，其特征在于：所述超声波去除溶剂中气泡的频率在20～40kHz之间，功率在100～5000W。
6.根据权利要求5所述的一种电池正极材料的匀浆方法，其特征在于：所述步骤2中的搅拌时间为30～45min,搅拌温度为25～30℃。
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