一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统

图1为该发明一种锂电池正负电极浆料生产系统的示意图。

1.一种锂电池正负电极浆料生产工艺，其特征在于，包括正电极浆料生产工艺和负电极浆料生产工艺，所述正电极浆料生产工艺包括：将正极活性材料、正极导电剂、正极第一助剂添加到第一阶双螺杆挤出机中进行混合，得到正极基础物料；将所述正极基础物料添加到第二阶双螺杆挤出机的前段，进行剪切和乳化，得到正极初级产物；向所述第二阶双螺杆挤出机的中段添加正极第二助剂，调节所述正极初级产物的粘稠度，得到正极高级产物；在所述第二阶双螺杆挤出机的后段对所述正极高级产物进行真空脱气、降温和剪切，得到正电极浆料；所述负电极浆料生产工艺包括：将石墨、负极导电剂、负极第一助剂添加到第一阶双螺杆挤出机中进行混合，得到负极基础物料；将所述负极基础物料添加到第二阶双螺杆挤出机的前段，进行剪切和乳化，得到负极初级产物；向所述第二阶双螺杆挤出机的中段添加负极第二助剂，调节所述负极初级产物的粘稠度，得到负极高级产物；在所述第二阶双螺杆挤出机的后段对所述负极高级产物进行真空脱气、降温和剪切，得到负电极浆料；所述正电极浆料生产工艺和所述负电极浆料生产工艺分别进行。

2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，在所述正电极浆料生产工艺中，所述进行剪切和乳化具体为：在2～4兆帕的压力、10000～20000次/分钟的剪切速率和40～60℃的温度下进行剪切和乳化；在所述负电极浆料生产工艺中，所述进行剪切和乳化具体为：在2～4兆帕的压力、10000～20000次/分钟的剪切速率和60～80℃的温度下进行剪切和乳化。

3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，在所述正电极浆料生产工艺中，所述真空脱气的真空度为-0.085～-0.098兆帕，所述降温的温度为30～45℃；在所述负电极浆料生产工艺中，所述真空脱气的真空度为-0.085～-0.098兆帕，所述降温的温度为30～45℃。

4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述正极活性材料、所述正极导电剂、所述正极第一助剂和所述正极第二助剂的添加均通过定量连续加料装置添加；所述石墨、所述负极导电剂、所述负极第一助剂和所述负极第二助剂的添加均通过定量连续加料装置添加。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的生产工艺，其特征在于，还包括：将所述正电极浆料储存在密闭且带负压的容器中，成为正电极成品；将所述负电极浆料储存在密闭且带负压的容器中，成为负电极成品。

6.一种锂电池正负电极浆料生产系统，其特征在于，包括第一阶双螺杆挤出机、第二阶双螺杆挤出机和用于投入原料的输送装置，所述第一阶双螺杆挤出机和所述第二阶双螺杆挤出机连接，所述第一阶双螺杆挤出机设有与其本体连接的多个所述输送装置，所述第二阶双螺杆挤出机设置与其本体连接的所述输送装置。

7.根据权利要求6所述的生产系统，其特征在于，所述输送装置为定量连续加料装置。

8.根据权利要求6所述的生产系统，其特征在于，所述第二阶双螺杆挤出机的前段设置混合单元、剪切单元和混炼单元。

9.根据权利要求6所述的生产系统，其特征在于，所述第二阶双螺杆挤出机的后段设置真空脱气单元、降温单元和混合单元。

10.根据权利要求6～9任意一项所述的生产系统，其特征在于，还包括用于将物料冷却和密闭储存的密闭负压装置，所述密闭负压装置与所述第二阶双螺杆挤出机连接。

锂电池是一种充电电池，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂电池广泛应用于消费电子产品、军工产品、航空产品等，成为一种主流电池。

2013年前，生产锂电池的正负电极浆料是利用真空行星搅拌机和动力混合机进行生产，在真空行星搅拌机中加入正电极和在动力混合机中负电极各自生产所需的电浆原料后，经过混合、分散、真空等工序，制得浆料成品。由于利用真空行星搅拌机和动力混合机制得的浆料混合分散不均匀、粉体颗粒与粘合剂接触不均匀、容易分层和容易发生硬性沉淀等问题。

因此，如何提高锂电池正负电极浆料的质量，是该领域技术人员2013年前需要解决的技术问题。

一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统专利目的

该发明的目的是提供一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统，提高了锂电池正负电极浆料的质量，安全度高，该生产工艺和系统还适合大规模生产。

一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统技术方案

《一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统》所述正负电极浆料生产工艺，包括正电极浆料生产工艺和负电极浆料生产工艺，所述正电极浆料生产工艺包括：将正极活性材料、正极导电剂、正极第一助剂添加到第一阶双螺杆挤出机中进行混合，得到正极基础物料；将所述正极基础物料添加到第二阶双螺杆挤出机的前段，进行剪切和乳化，得到正极初级产物；向所述第二阶双螺杆挤出机的中段添加正极第二助剂，调节所述正极初级产物的粘稠度，得到正极高级产物；在所述第二阶双螺杆挤出机的后段对所述正极高级产物进行真空脱气、降温和剪切，得到正电极浆料。

所述负电极浆料生产工艺包括：将石墨、负极导电剂、负极第一助剂添加到第一阶双螺杆挤出机中进行混合，得到负极基础物料；将所述负极基础物料添加到第二阶双螺杆挤出机的前段，进行剪切和乳化，得到负极初级产物；向所述第二阶双螺杆挤出机的中段添加负极第二助剂，调节所述负极初级产物的粘稠度，得到负极高级产物；在所述第二阶双螺杆挤出机的后段对所述负极高级产物进行真空脱气、降温和剪切，得到负电极浆料；所述正电极浆料生产工艺和所述负电极浆料生产工艺分别进行。

优选地，在所述正电极浆料生产工艺中，所述进行剪切和乳化具体为：在2～4兆帕的压力、10000～20000次/分钟的剪切速率和40～60℃的温度下进行剪切和乳化；在所述负电极浆料生产工艺中，所述进行剪切和乳化具体为：在2～4兆帕的压力、10000～20000次/分钟的剪切速率和60～80℃的温度下进行剪切和乳化。优选地，在所述正电极浆料生产工艺中，所述真空脱气的真空度为-0.085～-0.098兆帕，所述降温的温度为30～45℃；在所述负电极浆料生产工艺中，所述真空脱气的真空度为-0.085～-0.098兆帕，所述降温的温度为30～45℃。

优选地，所述正极活性材料、所述正极导电剂、所述正极第一助剂和所述正极第二助剂的添加均通过定量连续加料装置添加；所述石墨、所述负极导电剂、所述负极第一助剂和所述负极第二助剂的添加均通过定量连续加料装置添加。优选地，还包括：将所述正电极浆料储存在密闭且带负压的容器中，成为正电极成品；将所述负电极浆料储存在密闭且带负压的容器中，成为负电极成品。

优选地，所述正极活性材料为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂或三元复合物。优选地，所述正极活性材料的添加流量为300～320千克/小时。优选地，所述三元复合物为钴酸锂，锰酸锂，镍酸锂的混合物。优选地，所述正极导电剂为超导碳黑。优选地，所述正极导电剂的添加流量为5～10千克/小时。优选地，所述正极第一助剂与所述正极第二助剂均为正极溶剂、正极溶剂与正极粘合剂混合物中的任意一种。

优选地，所述正极第一助剂与所述正极第二助剂的添加流量均为85～95千克/小时。优选地，所述正极溶剂为氮甲基吡咯烷酮，所述正极粘合剂为聚偏二氟乙烯。优选地，所述石墨为中间相碳微球、相碳微球、人造石墨或天然石墨。优选地，所述石墨的添加流量为210～230千克/小时。优选地，所述负极导电剂为超导碳黑。优选地，所述负极导电剂的添加流量为2～4千克/小时。

优选地，所述负极第一助剂为水、增稠剂和/或粘结剂，所述负极第二助剂为水、增稠剂和/或粘结剂。优选地，所述负极第一助剂的添加流量为120～130千克/小时。优选地，所述负极第二助剂的添加流量为140～150千克/小时。优选地，所述粘结剂为丁苯橡胶乳胶。该发明还提供一种锂电池正负电极浆料生产系统，包括第一阶双螺杆挤出机、第二阶双螺杆挤出机和用于投入原料的输送装置，所述第一阶双螺杆挤出机和所述第二阶双螺杆挤出机连接，所述第一阶双螺杆挤出机设有与其本体连接的多个所述输送装置，所述第二阶双螺杆挤出机设置与其本体连接的所述输送装置。

优选地，所述输送装置为定量连续加料装置。优选地，所述第二阶双螺杆挤出机的前段设置混合单元、剪切单元和混炼单元。优选地，所述第二阶双螺杆挤出机的后段设置真空脱气单元、降温单元和混合单元。优选地，还包括用于将物料冷却和密闭储存的密闭负压装置，所述密闭负压装置与所述第二阶双螺杆挤出机连接。优选地，所述第一阶双螺杆挤出机和所述第二阶双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机。优选地，所述第一阶双螺杆挤出机和所述第二阶双螺杆挤出机之间通过输送管道连接或直接连接。优选地，双螺杆挤出机为多于两条。

一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统改善效果

《一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统》所提供的锂电池正负电极浆料生产工艺包括将生产浆料所需的物料添加到第一阶双螺杆挤出机，通过第二阶双螺杆挤出机剪切和乳化，调节粘稠度，再进行真空脱气、降温和剪切的步骤，从而得到正负电极浆料，由于使用双螺杆挤出机制备正负电极浆料时，有效控制浆料中颗粒状活性物质的分散性和均匀性，提高浆料中锂离子的分散程度，粉体颗粒与粘合剂接触均匀且不容易分层，制得的浆料质量高，有效提高后续生产电池的质量和性能，生产率提高，成本投入减少。

该发明还提供了一种锂电池正负电极浆料生产系统，利用了双螺杆挤出机生产锂电池的电极浆料，使得正负电极浆料在双螺杆挤出机中进行剪切和乳化，调节粘稠度，再进行真空脱气、降温和剪切，有效控制浆料中颗粒状活性物质的分散性和均匀性，提高浆料中锂离子的分散程度，粉体颗粒与粘合剂接触均匀且不容易分层，制得的浆料质量高，有效提高后续生产电池的质量和性能，系统的自动化程度高，生产效率高，能降低生产成本，同时还能避免使用真空行星搅拌机时容易产生爆炸的可能性。

一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统操作内容

该发明的核心是提供一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统，提高浆料中锂离子的分散程度，使得浆料质量高，有效提高后续生产电池的质量和性能，生产率提高；系统的自动化程度高，能降低生产成本，同时还能避免2013年5月之前的技术中使用的真空行星搅拌机时容易产生爆炸的可能性。

该发明提供了一种锂电池正负电极浆料生产工艺，包括：正电极浆料生产工艺和负电极浆料生产工艺，所述正电极浆料生产工艺包括：将正极活性材料、正极导电剂、正极第一助剂添加到第一阶双螺杆挤出机中进行混合，得到正极基础物料；将所述正极基础物料添加到第二阶双螺杆挤出机的前段，进行剪切和乳化，得到正极初级产物；向所述第二阶双螺杆挤出机的中段添加正极第二助剂，调节所述正极初级产物的粘稠度，得到正极高级产物；在所述第二阶双螺杆挤出机的后段对所述正极高级产物进行真空脱气、降温和剪切，得到正电极浆料。

所述负电极浆料生产工艺包括：将石墨、负极导电剂、负极第一助剂添加到第一阶双螺杆挤出机中进行混合，得到负极基础物料；将所述负极基础物料添加到第二阶双螺杆挤出机的前段，进行剪切和乳化，得到负极初级产物；向所述第二阶双螺杆挤出机的中段添加负极第二助剂，调节所述负极初级产物的粘稠度，得到负极高级产物；在所述第二阶双螺杆挤出机的后段对所述负极高级产物进行真空脱气、降温和剪切，得到负电极浆料；所述正电极浆料生产工艺和所述负电极浆料生产工艺分别进行。

其中，正电极浆料生产工艺中：所称的正极活性材料、正极导电剂、正极第一助剂各种物料可以为根据配方要求，通过定量连续加料装置控制物料流量加入到第一阶双螺杆挤出机中。通过定量连续加料装置可以实现物料均匀连续定量地自动加入。第一阶双螺杆挤出机可以实现混合输送的功能，将上述物料混合制备，形成混合物，也就是所称的正极基础物料。

该发明所称的正极活性材料可以为磷酸铁锂（LiFePo₄）、钴酸锂（LixCo₂）、锰酸锂（LixMno₂）或三元复合物。正极活性材料的添加流量优选为250～350千克/小时，更优选为280～330千克/小时，最优选为300～320千克/小时。其中三元复合物可以为钴酸锂，锰酸锂，镍酸锂的混合物。

所称的正极导电剂是超导碳黑，超导碳黑的导电性优异，其中超导碳黑为科琴炭黑。正极导电剂的添加流量优选为2～15千克/小时，更优选为4～12千克/小时，最优选为5～10千克/小时。所称的正极第一助剂可以为正极溶剂、正极溶剂与正极粘合剂混合物中的任意一种。其中正极溶剂优选为氮甲基吡咯烷酮，所述正极粘合剂优选为聚偏二氟乙烯。正极第一助剂的添加流量均优选为80～105千克/小时，更优选为83～98千克/小时，最优选为85～95千克/小时。

所称的正极基础物料从第一阶双螺杆挤出机中混合出料后，强制添加到第二阶双螺杆挤出机中。第二阶双螺杆挤出机经过优化处理，设置高压高剪切的混合单元、剪切单元和混炼单元，可以使得正极基础物料在此处进行充分的剪切分散和浸湿乳化反应，同时控制反应温度。

其中正极基础物料在优选为1～6兆帕的压力、5000～25000次/分钟的剪切速率和30～75℃的温度下，更优选为2～5兆帕的压力、8000～23000次/分钟的剪切速率和35～66℃的温度下，更优选为2～4兆帕的压力、10000～20000次/分钟的剪切速率和40～60℃的温度下进行充分的剪切分散、浸湿乳化反应和混炼，得到正极初级产物，该正极初级产物外观细度合格。

待得到正极初级产物后，向第二阶双螺杆挤出机的中段添加正极第二助剂，对正极初级产物进行粘稠度调节，可以为降低正极初级产物的粘稠度。所称的正极第二助剂可以为正极溶剂或正极溶剂与正极粘合剂混合物中。其中正极溶剂为氮甲基吡咯烷酮，正极粘合剂为聚偏二氟乙烯。其中正极第二助剂的添加流量优选为80～105千克/小时，更优选为83～98千克/小时，最优选为85～95千克/小时。

由于此处对粘稠度做调节处理，为了使得最后得到的正电极浆料具有更好的分散效果，因此可以在添加正极第一助剂和正极第二助剂的总添加量不变时，降低正极第一助剂的添加量，也就是可以将正极第二助剂的添加量增加为正极第一助剂的1倍或1倍以上，正极第一助剂则对应减少。

在第二阶双螺杆挤出机的后段进行的真空脱气、降温和和进行进一步的剪切混合分散。其中真空脱气的真空度优选为-0.060～-0.110兆帕，更优选为-0.075～-0.105兆帕，最优选为-0.085～-0.098兆帕。降温的温度优选为20～55℃，更优选为25～50℃，最优选为30～45℃。

将最后处理完的正电极浆料还可以储存在密闭带负压的容器中，即成为正电极成品。该发明所称的在所述第二阶双螺杆挤出机的后段对所述正极高级产物进行真空脱气，该真空脱气也可以在所称的密闭带负压的容器中进行。

其中，负电极浆料生产工艺中：所称的石墨、负极导电剂、负极第一助剂可以为根据配方要求，通过定量连续加料装置加入到第一阶双螺杆挤出机中。通过定量连续加料装置可以实现均匀连续定量地自动加入。第一阶双螺杆挤出机可以实现混合输送的功能，将以上该物料混合制备，形成混合物，也就是所称的负极基础物料。

该发明所称的石墨可以为中间相碳微球、相碳微球、人造石墨或天然石墨。石墨的添加流量优选为170～280千克/小时，更优选为190～250千克/小时，最优选为210～230千克/小时。所称的负极导电剂是超导碳黑，超导碳黑的导电性优异，其中超导碳黑为科琴炭黑。负极导电剂的添加流量优选为1～15千克/小时，更优选为1～10千克/小时，最优选为2～4千克/小时。

所称的负极第一助剂可以为水、增稠剂和/或粘结剂。其中水优选为纯净水，增稠剂可以为羧甲基纤维素钠，粘结剂可以为丁苯橡胶乳胶，负极第一助剂的添加流量优选为90～170千克/小时，更优选为100～150千克/小时，最优选为120～130千克/小时。所称的负极基础物料从第一阶双螺杆挤出机中混合出料后，强制添加到第二阶双螺杆挤出机中。第二阶双螺杆挤出机经过优化处理，设置高压高剪切的混合单元、剪切单元和混炼单元，同时控制反应温度，使得负极基础物料在此处进行充分的剪切分散和浸湿乳化反应。

其中负极基础物料在优选为1～6兆帕的压力、5000～25000次/分钟的剪切速率和30～100℃的温度下，更优选为2～5兆帕的压力、8000～23000次/分钟的剪切速率和45～90℃的温度下，更优选为2～4兆帕的压力、10000～20000次/分钟的剪切速率和60～80℃的温度下进行充分的剪切分散、浸湿乳化反应和混炼，得到负极初级产物，该负极初级产物的外观细度符合要求。

待得到负极初级产物后，向第二阶双螺杆挤出机的中段添加负极第二助剂，对负极初级产物进行粘稠度调节，可以为降低其粘稠度。所称的负极第二助剂可以为水、增稠剂和/或粘结剂。其中水优选为纯净水，粘结剂可以为丁苯橡胶乳胶。

负极第二助剂的添加流量均优选为110～145千克/小时，更优选为130～170千克/小时，最优选为140～150千克/小时。可以选择纯净水、增稠剂和粘结剂的混合物作为负极第二助剂，其中纯净水、增稠剂和粘结剂的添加比例为22～26:1～3:1～3，

由于此处对粘稠度做调节处理，为了使得最后得到的负电极浆料具有更好的分散效果，因此可以在添加负极第一助剂和负极第二助剂的总添加量不变时，降低负极第一助剂的添加量，也就是可以将负极第二助剂的添加量增加为负极第一助剂的1倍或1倍以上，负极第一助剂则对应减少。

在第二阶双螺杆挤出机的后段进行的真空脱气、降温和进行进一步的剪切混合分散。其中真空脱气的真空度优选为-0.060～-0.110兆帕，更优选为-0.075～-0.105兆帕，最优选为-0.085～-0.098兆帕。降温的温度优选为20～55℃，更优选为25～50℃，最优选为30～45℃。

将最后处理完的负电极浆料还可以储存在密闭带负压的容器中，即成为负电极成品。该发明所称的在所述第二阶双螺杆挤出机的后段对所述负极高级产物进行真空脱气，该真空脱气也可以在所称的密闭带负压的容器中进行。以上的正电极浆料生产工艺和所述负电极浆料生产工艺分别进行。

以上所提供的锂电池正负电极浆料生产工艺包括将生产浆料所需的物料添加到第一阶双螺杆挤出机，通过第二阶双螺杆挤出机剪切和乳化，调节粘稠度，再进行真空脱气、降温和剪切的步骤，从而得到正负电极浆料，由于使用双螺杆挤出机制备正负电极浆料时，有效控制浆料中颗粒状活性物质的分散性和均匀性，提高浆料中锂离子的分散程度，粉体颗粒与粘合剂接触均匀且不容易分层，制得的浆料质量高，有效提高后续生产电池的质量和性能，生产率提高，成本投入减少。

进一步设置了正负电极浆料所进行的剪切、乳化和混炼的压力、剪切速率和温度，能准确地提高正负电极浆料的分散度，同时保证质量。再进一步的，将正负电极浆料储存在密闭且带负压的容器中可以保护正负电极浆料不受外界影响，进一步保证质量。

该发明还提供了一种锂电池正负电极浆料生产系统，下面对该生产系统进行说明，请参考图1，图1为该发明一种锂电池正负电极浆料生产系统的示意图。该发明的一种锂电池正负电极浆料生产系统包括第一阶双螺杆挤出机1、第二阶双螺杆挤出机2和输送装置，其中输送装置用于投入原料，第一阶双螺杆挤出机1和第二阶双螺杆挤出机2连接，第一阶双螺杆挤出机1设置与其本体连接的多个所述输送装置，第二阶双螺杆挤出机设置2与其本体连接的所述输送装置。

该系统可生产正电极浆料也可生产负电极浆料，正电极浆料与负电极浆料分别进行生产。所称的第一阶双螺杆挤出机1用于对物料进行初步预混合、粉气分离和输送的功能，其中在生产正电极浆料时可以将正极活性材料、正极导电剂、正极第一助剂进行混合、粉气分离，并将得到的正极基础物料输送至与第一阶双螺杆挤出机1连接的第二阶双螺杆挤出机2中；生产负电极浆料时可以将石墨、负极导电剂、负极第一助剂进行混合、粉气分离，并将得到的负极基础物料输送至与第一阶双螺杆挤出机1连接的第二阶双螺杆挤出机2中。

所称的第二阶双螺杆挤出机2设置多个单元，用于分散和剪切物料，进行温度调节，脱除副产物和气泡。第二阶双螺杆挤出机2的前段为与第一阶双螺杆挤出机1连接的部位，第二阶双螺杆挤出机2的前段设置混合单元、剪切单元和混炼单元；第二阶双螺杆挤出机2的后段设置真空脱气单元、降温单元和混合单元，其中真空脱气单元用于对正极高级产物或负极高级产物进行真空脱气。其中，输送装置为定量连续加料装置，定量连续加料装置用于对生产锂电池正负电极浆料的原料根据生产需要进行连续均匀定量计量地输送，定量连续加料装置通过失重式或流量计的方式，采用电子失重秤控制输送机或输送泵来实现连续的计量。

第一阶双螺杆挤出机1在其前端设置了三个定量连续加料装置，分别为用于添加正极活性材料或石墨的定量连续加料装置102、用于添加正极导电剂或负极导电剂的定量连续加料装置101和用于添加正极第一助剂或负极第一助剂的定量连续加料装置104。第一阶双螺杆挤出机1还增加设置汇流器103，定量连续加料装置101和定量连续加料装置102通过汇流器103与第一阶双螺杆挤出机1连接。汇流器用于汇流通过定量连续加料装置101和定量连续加料装置102添加的物料。用于添加正极第一助剂或负极第一助剂的定量连续加料装置104可以设置在第一阶双螺杆挤出机1的中部。

该发明设置用于添加正极第二助剂或负极第二助剂的定量连续加料装置201可以设置在第二阶双螺杆挤出机的中段。第一阶双螺杆挤出机1和第二阶双螺杆挤出机2的前端均设置电机3和减速机4，用于控制第一阶双螺杆挤出机1和第二阶双螺杆挤出机2的运作。该发明还设置密闭负压装置5，密闭负压装置5与在第二阶双螺杆挤出机2的后段的出料处连接，可以通过输送管道，也可以直接连接，密闭负压装置用于将物料冷却并密闭储存。

所称的双螺杆挤出机均为同向双螺杆挤出机，双螺杆挤出机设置为两条或两条以上，双螺杆挤出机之间可以通过输送管道连接，也可以直接连接。系统利用了双螺杆挤出机生产锂电池的电极浆料，使得正负电极浆料在双螺杆挤出机中进行剪切和乳化，调节粘稠度，再进行真空脱气、降温和剪切，有效控制浆料中颗粒状活性物质的分散性和均匀性，提高浆料中锂离子的分散程度，粉体颗粒与粘合剂接触均匀且不容易分层，制得的浆料质量高，有效提高后续生产电池的质量和性能，系统的自动化程度高，生产效率高，能降低生产成本，同时还能避免使用真空行星搅拌机时容易产生爆炸的可能性。

进一步的，在第二阶双螺杆挤出机的前段设置混合单元、剪切单元和混炼单元，后段设置了真空脱气单元、降温单元和混合单元，在不同阶段有效地处理电极浆料，提高了浆料的品质。再进一步的，使用定量连续加料装置，可以保证物料投入的准确性。更进一步的，增加了密闭负压装置，可以保护正负电极浆料不受外界影响，进一步保证质量。

为了更好理解以上具体实施方式，请参考图1，下面以正电极浆料生产工艺和系统的使用过程进行说明：将生产正电极浆料的原料正极活性材料通过定量连续加料装置102、正极导电剂通过定量连续加料装置101、正极第一助剂通过定量连续加料装置104添加到第一阶双螺杆挤出机1中进行混合，得到负极基础物料；将负极基础物料添加到第二阶双螺杆挤出机2的前段，在混合单元、剪切单元和混炼单元中进行剪切和乳化，得到正极初级产物；向所述第二阶双螺杆挤出机2的中段通过定量连续加料装置201添加正极第二助剂，调节所述正极初级产物的粘稠度，得到正极高级产物；在所述第二阶双螺杆挤出机2的后段对所述正极高级产物通过真空脱气单元、降温单元和混合单元进行真空脱气、降温和剪切，得到正电极浆料；正电极浆料储存在密闭负压装置5中，成为正电极成品；负电极浆料生产工艺和系统基本与正电极浆料生产工艺和系统一致，不一致的为：负电极电极浆料生产工艺和系统投入的原料分别为石墨、负极导电剂、负极第一助剂和负极第二助剂，成产出来的均为负电极的产物。

该系统可生产正电极浆料也可生产负电极浆料，正电极浆料与负电极浆料分别进行生产。锂电池正负电极浆料生产工艺通过该系统，将生产浆料所需的物料添加到第一阶双螺杆挤出机1，通过第二阶双螺杆挤出机2剪切和乳化，调节粘稠度，再进行真空脱气、降温和剪切的步骤，从而得到正负电极浆料，最后可以通过密闭负压装置对正负电极浆料进行保存，成为正负电极成品。

由于使用双螺杆挤出机制备正负电极浆料时，有效控制浆料中颗粒状活性物质的分散性和均匀性，提高浆料中锂离子的分散程度，粉体颗粒与粘合剂接触均匀且不容易分层，制得的浆料质量高，有效提高后续生产电池的质量和性能，生产率提高，成本投入减少。

一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统实施案例

实施例1

生产500千克的正电极浆料生产工艺：将磷酸铁锂以311千克/小时的流量通过定量连续加料装置102添加到第一阶双螺杆挤出机1，科琴炭黑以7千克/小时的流量通过定量连续加料装置101添加到第一阶双螺杆挤出机1，氮甲基吡咯烷酮以91千克/小时的流量通过定量连续加料装置104添加到第一阶双螺杆挤出机1，待其混合，得到正极基础物料；再将正极基础物料强制添加到第二阶双螺杆挤出机，在2兆帕的压力、10000次/分钟的剪切速率和40℃的温度下进行剪切和乳化，得到正极初级产物；聚偏二氟乙烯和氮甲基吡咯烷酮以91千克/小时的流量通过定量连续加料装置201添加到第二阶双螺杆挤出机，调节所述正极初级产物的粘稠度，得到正极高级产物；在所述第二阶双螺杆挤出机的后段对所述正极高级产物在真空脱气的真空度为-0.085兆帕，降温的温度为30℃下进行真空脱气、降温和剪切，得到正电极浆料。此生产需要的时间为1小时。再将正电极浆料储存在密闭负压装置，即成为正电极成品。

实施例2

该实施例与实施例1不同之处在于：将钴酸锂代替磷酸铁锂、聚偏二氟乙烯和氮甲基吡咯烷酮混合物代替氮甲基吡咯烷酮，在4兆帕的压力、18000次/分钟的剪切速率和55℃的温度下进行生产，生产经过1小时，即可得到正电极浆料。

实施例3

该实施例与实施例1不同之处在于：将锰酸锂代替磷酸铁锂、聚偏二氟乙烯和氮甲基吡咯烷酮混合物代替氮甲基吡咯烷酮，在3兆帕的压力、19000次/分钟的剪切速率和50℃的温度下进行生产，生产经过1小时，即可得到正电极浆料。

实施例4

该实施例与实施例1不同之处在于：将三元复合物代替磷酸铁锂，在3兆帕的压力、13000次/分钟的剪切速率和53℃的温度下进行生产，生产经过1小时，即可得到正电极浆料。

从实施例1～4可以看出，在该系统中生产正电极浆料，使用任意物料，只需要调控相应的压力、剪切速率和温度，都可以将生产时间控制在1小时。

实施例5

该实施例为对比例：生产500千克的正电极浆料生产工艺，将氮甲基吡咯烷酮175千克，聚偏二氟乙烯7千克加入到500升料缸中通过行星搅拌机进行充分搅拌分散并抽真空降温处理，此生产过程需要6小时；再将磷酸铁锂311千克，科琴炭黑7千克分二次加入上述的500升料缸中，并与原有的物料通过行星搅拌机进行充分搅拌分散乳化、抽真空降温处理，此生产过程需要6小时；得到合格的锂电池正电极浆料。生产过程需要的时间为12小时。

从实施例1～4和实施例5中可以看出，利用该发明所提供的生产工艺和系统，生产的正电极浆料所需要的时间明显小于2013年5月之前的技术中需要的时间。

实施例6

生产500千克的负电极浆料生产工艺：将天然石墨以226.8千克/小时的流量通过定量连续加料装置102添加到第一阶双螺杆挤出机1，科琴炭黑以2.4千克/小时的流量通过定量连续加料装置101添加到第一阶双螺杆挤出机1，纯净水以125千克/小时的流量通过定量连续加料装置104添加到第一阶双螺杆挤出机1，待其混合，得到负极基础物料；再将负极基础物料强制添加到第二阶双螺杆挤出机，在2兆帕的压力、10000次/分钟的剪切速率和70℃的温度下进行剪切和乳化，得到负极初级产物；纯净水、增稠剂羧甲基纤维素钠和粘结剂丁苯橡胶胶乳以144.5千克/小时的流量通过定量连续加料装置201添加到第二阶双螺杆挤出机，其中纯净水、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶胶乳的比例为24.7:1:1，调节所述负极初级产物的粘稠度，得到负极高级产物；在所述第二阶双螺杆挤出机的后段对所述负极高级产物在真空脱气的真空度为-0.085兆帕，降温的温度为30℃下进行真空脱气、降温和剪切，得到负电极浆料。此生产需要的时间为1小时。再将负电极浆料储存在密闭负压装置，即成为负电极成品。

实施例7

该实施例与实施例6不同之处在于：将中间相碳微球代替天然石墨，并以230.5千克/小时的流量，在3兆帕的压力、15000次/分钟的剪切速率和66℃的温度下进行生产，经过1小时，即可得到负电极浆料。

实施例8

该实施例与实施例6不同之处在于：将人造石墨代替天然石墨，并以224千克/小时的流量，在4兆帕的压力、18000次/分钟的剪切速率和75℃的温度下进行生产，经过1小时，即可得到负电极浆料。

实施例9

该实施例与实施例6不同之处在于：将相碳微球代替天然石墨，并以228千克/小时的流量，在3兆帕的压力、19000次/分钟的剪切速率和73℃的温度下进行生产，经过1小时，即可得到负电极浆料。

从实施例6～9可以看出，在该系统中生产负电极浆料，使用任意物料，只需要调控相应的压力、剪切速率和温度，都可以将生产时间控制在1小时。

实施例10

该实施例为对比例：生产500千克的负电极浆料生产工艺，将纯净水258.7千克加热至80℃后倒入动力混合机；向动力混合机中添加增稠剂羧甲基纤维素钠（CMC）5.4千克，并搅拌62分钟；然后向动力混合机中加入粘结剂丁苯橡胶胶乳（SBR）5.4千克，搅拌62分钟；再将负极物料分四次加入动力混合机，每次间隔30分钟，其中负极物料包括石墨226.8千克和科琴炭黑2.4千克，将石墨和碳黑的量分为4分并均匀添加到动力混合机中，在第四次添加负极物料的32分钟后，进行高速搅拌，搅拌时间为480分钟；待搅拌完成后，将动力混合机连接真空机，将搅拌完成得到的混合物进行真空，保持真空度-0.098兆帕，搅拌32分钟，再将其取出进行研磨、过筛，得到合格的锂电池负电极浆料。生产过程需要的时间为12小时左右。从实施例6～9和实施例10中可以看出，利用该发明所提供的生产工艺和系统，生产的负电极浆料所需要的时间明显小于2013年5月之前的技术中需要的时间。

2020年11月，《一种锂电池正负电极浆料生产工艺及系统》获得第六届广东专利奖银奖。

一种电极片的制作方法及电极片专利目的

《一种电极片的制作方法及电极片》的目的在于提出一种电极片的制作方法，使得制作的电极片即具有湿法工艺制作的电极片均匀、柔软的优点，也具有干法工艺制作的电极片低内阻性能的优点。

一种电极片的制作方法及电极片技术方案

《一种电极片的制作方法及电极片》的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种电极片的制作方法，包括以下步骤：1）制作导电基体；2）在所述导电基体表面涂覆粘结剂溶液；3）在所述导电基体上涂覆活性物质；4）将所述导电基体辊压成电极片；所述步骤2）中通过超声波雾化方法将所述粘结剂溶液喷射在所述导电基体表面。

优选的技术方案中， 所述粘结剂溶液中粘结剂在所述导电基体表面的附着量占所述电极片重量的0.005%-3%。所述粘结剂溶液中粘结剂的质量分数为0.5%-30%。所述粘结剂溶液中粘结剂成分包括亲水性粘结剂和憎水性粘结剂。所述亲水性粘结剂为羧甲基纤维素钠、甲基纤维素钠或聚乙烯醇，所述憎水性粘结剂为聚四氟乙烯或丁苯橡胶。所述导电基体为泡沫镍。所述导电基体表面各处的厚度、面密度和空隙率一致。

《一种电极片的制作方法及电极片》的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：一种电极片，所述电极片为上述的电极片的制作方法制得。

一种电极片的制作方法及电极片改善效果

《一种电极片的制作方法及电极片》与2010年之前的技术对比的有益效果是：该发明的电极片的制作方法，利用超声波雾化方法将粘结剂均匀喷射到导电基体表面，由于粘结剂均匀地涂覆在导电基体表面，粘结剂粘结活性物质，从而使得制成的电极片表面分布的活性物质均匀，保持了湿法工艺的均匀优点。另外，超声波雾化喷射粘结剂溶液，粘结剂微粒在0-20微米范围内，喷射至导电基体表面后为液状，液状的粘结剂也可起到润滑电极片的作用，使得制成的电极片也较柔软，卷绕时不宜形成微裂纹，减少制成的电池微短路现象。再者，由于超声波雾化喷射粘结剂，粘结剂在导电基体上的附着分量适宜，不会像传统湿法工艺那样有多余大量粘结剂附着在导电基体上，因此制成的电极片内阻小，保持了干法工艺的低内阻性能。采用该发明的制作方法，制得的电极片具有均匀、柔软、低内阻性能的优点，且表面光滑、无浮粉，极片卷绕时不断裂，降低了短路率，能提高电池装配的合格率和电池综合性能。

图1是《一种电极片的制作方法及电极片》具体实施方式中电极片的制作方法的流程图；

图2是《一种电极片的制作方法及电极片》具体实施方式中电极片与2010年之前的技术中干法工艺制得的电极片的电池容量测试结果图；

图3是《一种电极片的制作方法及电极片》具体实施方式中电极片与2010年之前的技术中干法工艺制得的电极片的电池高倍率放电容量测试结果图；

图4是《一种电极片的制作方法及电极片》具体实施方式中电极片与2010年之前的技术中干法工艺制得的电极片的电池在20℃下放置28天后的容量测试结果图。