高速分散設備、漿料、電池極片以及鋰離子電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬漿料制備W及電池制備技術領域，尤其是設及一種高速分散設備、一種 漿料、電池極片W及裡離子電池。
【背景技術】
[0002] 裡離子電池因其具有電壓高、比能量大、循環壽命長、安全性能好、自放電率低、無 記憶效應、較寬的工作溫度W及一定程度的快速充放電能力等優勢在現代社會得到了廣泛 的應用。現有的裡離子電池工業化生產工藝流程通常為：制漿、涂布、裝配W及化成。其中， 制漿工藝的優劣直接影響正負極材料性能的發揮，進而決定了成品電池的性能與質量。衡 量制漿工藝好壞的標準是正負極漿料分散的程度，獲得各種配比的原料分散均勻且各物質 無顯著團聚的正負極漿料是理想的情況。
[0003] 通常情況下，進行了更好的分散的漿料，意味著其內部組分分散的更均勻，內部組 分團聚現象的減輕，直接帶來的結果便是導電物質在制得的漿料中分布的更加均一、活性 物質可被電解液充分的浸潤，從而使得電池極片阻抗分布的更加均勻，同時還可W使極片 阻抗下降，實現制得電池內阻的下降，倍率放電性能提升。另外因漿料分散均勻，各電池間 性能差異與容量差異將會進一步縮小，從而使得后期進行電池配組的難度下降，制程一致 性得到明顯的提升。
[0004] 傳統上，正負極漿料采用"行星一分散"式制漿設備進行生產，并且在采用"行星一 分散"式制漿設備進行生產的同時，引入了高速分散設備W期實現對正負極漿料的進一步 分散。其中，"行星一分散"式制漿設備為裡離子電池制漿生產的傳統設備，其優點在于行星 式攬拌獎在粉料與制漿溶劑預混合的方面效果優秀，并可通過改善設備能力（如配合自動 投料系統等），實現單鍋一次獲得超過300升的漿料，同時可W減少環境水分及粉塵對于漿 料性質的影響。然而其設備的基本結構僅僅采用為數不多的分散盤，且分散盤的直徑受勻 漿鍋內徑及分散盤與攬拌獎的空間分布限制，因此制約了其對于漿料的分散性能，因而其 僅僅適用于實現漿料的預混合。 陽〇化]現有的高速分散設備通常采用同軸的圓柱形離屯、桶結構，其利用了漿料中的顆粒 與分散輪中微孔產生的剪切作用W及液流之間的流速差異而產生的剪切作用，同時配合漿 料中粒子之間的相對運動產生的摩擦作用W及漿料粒子與容器壁之間的撞擊作用從而實 現了對已經進行過預混合的漿料的進一步分散。
[0006] 在實際使用中，上述"行星一分散"制漿設備具有W下方面的不足：
[0007] 首先，"行星一分散"制漿設備因其結構的制約，分散能力很差，對于微米級別材料 的團聚體的分散能力很有限。在納米活性物質及纖維狀導電劑使用比例逐漸提高的今天， 其對于漿料的分散質量很難保證，從而導致活性物質性能發揮不良，導電材料導電效果發 揮不佳的現象。
[0008] 其次，如果單純采用"行星一分散"式制漿設備進行勻漿操作，通常單鍋產出分散 性能較好的普通漿料需要耗時8-9小時，若是用于分散對分散性能要求更高的納米材料或 纖維材料，其耗時更是要延長至16小時甚至更長的時間。并且由于傳統的"行星一分散"設 備用電功率較大，更長的勻漿時間帶來的不僅僅是生產周期的延長，更是能耗的提高；另外 為保證設備的運行，更長的運行時間意味著需要投入更多的勞動力進行設備的看管，運同 樣帶來了成本的提高。更多的勞動力的引入帶來的另一個問題便是人員操作的隨意性導致 的制程控制不到位，會對漿料質量的穩定性產生嚴重的影響，同樣也會影響成品電池的一 致性。
[0009] 此外，為彌補因制漿時間的延長而導致的較低的制漿效率，通常需要多臺設備同 時作業W保證對于漿料的供應，設備臺套的增多，意味著設備占地面積的增大、管線鋪設的 復雜，從而提高了廠房的建設成本、維修費用W及相應的除塵除濕設備運行費用。
[0010] 現階段的高速分散設備在一定程度上彌補了單純的"行星一分散"設備在進行漿 料生產過程中的上述問題，然而其在實際使用中依舊存在如下的問題：
[0011] 首先，漿料的分散程度直接受漿料在分散設備中停留時間的限制，然而因現有分 散桶內結構的設計原因，漿料在經過分散輪直接與分散桶內壁碰撞后，便可能從出料口流 出，漿料在分散桶內停留的時間普遍較短，因此其分散程度因受到停留時間限制而相對較 差D
[0012] 此外，雖然其利用了漿料中的顆粒與分散輪中微孔產生的剪切作用W及液流之間 的流速差異而產生的剪切作用，同時配合漿料中粒子之間的相對運動產生的摩擦作用W及 漿料粒子與容器壁之間的撞擊作用實現了對已經進行過預混合的漿料的進一步分散，然 而，其分散輪對于漿料的剪切作用依舊較弱，設備分散能力因受剪切作用的制約也受到限 制。
【發明內容】
[0013] 本發明要解決的技術問題是如何在保證分散過程中低成本和高效率的同時，進一 步提高對漿料的分散作用。
[0014]為解決上述技術問題，本發明提供了一種高速分散設備，包括同軸設置的分散桶 和分散輪，所述分散輪位于所述分散桶內；
[0015] 所述分散桶包括具有螺旋軌道的側壁，并且所述螺旋軌道位于所述側壁的內表 面；
[0016] 所述分散輪包括筒體W及開孔，所述筒體的筒體壁的外表面具有多個齒狀結構的 凸起，所述開孔設置于所述筒體壁上；并且所述分散輪的旋轉方向與所述螺旋軌道的旋轉 方向相反。
[0017] 優選地，所述開孔為平截頭體結構。
[0018] 優選地，所述平截頭體結構的開孔的面積較大的底面設置于所述筒體壁的內表 面，所述平截頭體結構的開孔的面積較小的底面設置于所述筒體壁的外表面。
[0019] 優選地，所述開孔貫穿所述筒體壁。
[0020] 優選地，所述齒狀結構的凸起平行于所述筒體的軸向方向，或與所述筒體的軸向 方向呈一定夾角。
[0021] 優選地，所述多個齒狀結構的凸起平行間隔排列。
[0022] 優選地，所述齒狀結構的凸起在所述筒體的軸向方向上投影小于或等于所述筒體 的高度；
[0023] 所述筒體的與所述筒體的軸向方向平行或成一定夾角的一條狀外表面上設置有 一個或多個所述齒狀結構的凸起。
[0024] 本發明還公開了一種漿料，所述漿料利用權利要求上述設備進行分散后得到。
[0025] 本發明還公開了一種電池極片，所述電池極片利用上述漿料制備形成。
[0026] 本發明還公開了一種裡離子電池，所述裡離子電池利用上述漿料或上述電池極片 制備形成。
[0027] 本發明提供的上述技術方案具有W下有益效果：
[0028] 首先，本發明提供的高速分散設備，其分散桶側壁內側設置有螺旋軌道，工作過程 中待分散物質在進入本發明公開的高速分散設備后，其在受到分散輪給予的剪切作用力而 被離屯、甩出分散輪，撞擊分散桶內壁時，并不會直接從設置于分散桶上的出料口（出料口 位于分散桶上，且其位于分散桶上端位置）中流出，而會因受到設置于分散桶側壁內表面 上的螺旋軌道的作用力，而被強制滯留于分散桶中，直到整個分散桶內待分散物質從分散 桶底部向上逐漸填充最終充滿整個分散桶后，才會有物料（即漿料）從設置于分散桶上的 出料口中流出。進一步地，設置分散輪的旋轉方向與分散桶中螺旋軌道的旋轉方向相反，可 W更有效的延長漿料在分散桶內的滯留時間，從而實現對待分散物質更好的分散作用，并 且可W獲得更少團聚的漿料。
[0029] 其次，本發明提供的高速分散設備，其分散輪筒體的外表面采用齒狀外觀。在