CN101262054B - 聚合物锂电池阴阳极片生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚合物锂电池阴阳极片的生产工艺。其解决了现有技术中阴阳极片制备时阴阳极膜重，膜厚度偏差大的缺点，特征在于包括如下步骤：a、将集流体进行酸碱清洗或者碱酸清洗，然后清水冲洗干净；b、在干净的集流体上涂布一层导电胶，然后充分烘干；c、准备合适黏度的阴阳极浆料，并使之通过过筛出去内部的大颗粒；d、集流体从放卷导辊上放卷，将阴阳极浆料直接喷涂在集流体上并充分烘干；e、最后进行收卷。喷头直接进行喷涂，可以保证阴阳极膜轻，其厚度偏差小，工艺操作简单，极片的制作工序烧，能提高成品率，成本低，可实现锂离子电池大规模制作的连续化和自动化。

Description

聚合物锂电池阴阳极片生产工艺

技术领域

本发明涉及一种聚合物锂电池阴阳极片的生产工艺。

背景技术

在全球面临日益严重的环境问题和未来石油等能源将要枯竭的情况下，寻求可再生能源成为人类紧迫的任务，锂离子电池作为新一袋的绿色高能电池，具有高电压、高比能量、无记忆效应、无污染、质轻等众多优点，广泛应用于移动通讯、笔记本电脑、UPS、电动自行车和电动骑车等行业，被认为是在二十一世纪对国民经济和人民生活具有重要意义的高新技术产品。

锂离子电池正在引起越来越多的重视，其技术性能比铅酸和镍氢电池优越许多，尤其是聚合物锂离子电池，由于采用了聚合物成型技术，其电解质是胶体状或固态的，不需要金属外壳来固定外形，可采用非常薄的铝塑复合膜或塑料膜作为外壳。

锂离子电池的阴阳极膜的制备是锂离子电池的最前沿的工序，目前，聚合物锂离子电池阴阳极片的制备工艺复杂，制出的阴阳极膜重、膜厚度偏差大，连续化自动化生产效率低，成本高。

发明内容

本发明解决了现有技术中阴阳极片制备时阴阳极膜重，膜厚度偏差大的缺点，提供一种采用新型涂膜工艺，保证阴阳极膜的厚度偏差小，降低阴阳极膜重量的聚合物锂电池阴阳极片生产工艺。

本发明还解决了现有技术中锂离子电池的阴阳极片制备连续化和自动化差的缺点，提供一种易于连续自动化生产，可提高生产效率降低成本的聚合物锂电池阴阳极片生产工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，其特征在于包括如下步骤：

a、先清洗，根据冲孔后的集流体选择进行酸洗或者碱洗，然后清水冲洗干净并充分烘干；

b、在干净的集流体上涂布一层导电胶，然后充分烘干；

c、准备合适黏度的阴阳极浆料，并使之通过过筛除去内部的大颗粒；

d、集流体从放卷辊上放卷，将阴阳极浆料通过流量控制系统直接喷涂在集流体上并充分烘干；

e、最后进行收卷。

集流体采用冲孔后的铜箔、铝箔或铜网、铝网。

铜箔、铝箔的两边预留10-50mm的边，集流体的孔隙率为30-70％。优选采用的孔隙率为32-48％。控制集流体上的孔径在1.0-1.5mm之间，集流体的孔隙率对后道的萃取工序起很重要的作用。

铜网或者铜箔采用酸洗，铝网或者铝箔采用碱洗，在清洗前还要进行表面活性剂清洗，以去除油污。酸洗和碱洗不同时进行，清洗的目的是去除表面氧化物，其中酸洗液的浓度为0.2-0.5mol/L，清洗的时间为30-60s，清洗的温度控制在30-50℃；碱洗液的浓度为0.5-10.mol/L，清洗的时间为30-60s，清洗的温度也控制在30-50℃；活性剂浓度控制在对水质量比为1/8-1/10，清洗的时间为60-90s，温度也控制在30-50℃；清洗后用清水淋洗，并在70-100℃温度下烘干。

集流体上涂布的导电胶的厚度为5-10μm。

阴阳极浆料的黏度采用旋转粘度计测得，并控制在5000-10000mPa.s。

喷涂阴阳极浆料采用扁平鸭嘴式喷头，喷头的宽度和间隙根据要求设定，喷头与放卷辊之间的倾斜度在30-80°之间，其喷涂的速度控制在4-10m/min。

烘干阴阳极浆料采用烘箱烘干，形成阴阳极膜并均匀覆在集流体上，烘干时所用的温度为40-55℃。

烘干用的烘箱，其内部的烘道采用竖立式。

阴阳极膜其湿涂层的厚度在400-800μm，烘干后涂层厚度在100-160μm。

本发明的有益效果是：采用扁平鸭嘴式喷头直接进行喷涂，可以保证阴阳极膜轻，其厚度偏差小，工艺操作简单，极片的制作工序少，能提高成品率，成本低，可实现锂离子电池大规模制作的连续化和自动化。

附图说明

图1是本发明一种工艺流程图；

图2是本发明一种直接喷涂法示意图；

图中：1、放卷辊，2、驱动辊，3、喷头，4、烘箱，5、收卷辊。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：一种聚合物锂电池阴阳极片生产工艺(参见附图1附图2)，包括如下步骤：

a、清洗：采用冲孔的铜箔作为集流体，铜箔的孔隙率为45％，孔径为1.2mm，先对铜箔去除油污，用活性剂清洗，活性剂控制在对水质量比为1/9，在40℃的温度下，清洗70s，再进行酸洗，酸洗的浓度控制在0.3mol/L，在35℃的温度下，清洗70s，然后用清水冲洗干净并在80℃的温度下烘干；

b、涂导电胶：在烘干净的集流体上涂布一层导电胶，导电胶的厚度为8μ，然后充分烘干，并放置在放卷辊1上；

c、准备阴阳极浆料：用旋转粘度计选出合适黏度的阴阳极浆料，控制黏度在8000mPa.s，并通过过筛除去内部的大颗粒；

d、涂阴阳极浆料：用扁平鸭嘴式喷头3，设定好喷头的宽度和间隙，在驱动辊2的驱动下，放卷辊旋转，喷头与驱动辊之间的倾斜度控制在45°，集流体从放卷辊上放卷，走带速度控制在8m/mi n，将阴阳极浆料直接喷涂在集流体上并充分烘干，烘干采用烘箱4烘干，烘箱内的烘道为竖立式，并控制烘干的温度为50℃，阴阳极膜湿涂层的厚度在500μm，烘干后涂层的厚度在140μm；

e、收卷：最后通过收卷辊5进行收卷。

实施例2：一种聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，包括如下步骤：

a、清洗：采用冲孔的铝箔作为集流体，铝箔的孔隙率为38％，孔径为1.3mm，先对铝箔去除油污，用活性剂清洗，活性剂控制在对水质量比为1/8，在50℃的温度下，清洗80s，再进行碱洗，碱洗的浓度控制在0.8mol/L，在40℃的温度下，清洗80s，然后用清水冲洗干净并在90℃的温度下烘干；

b、涂导电胶：在烘干净的集流体上涂布一层导电胶，导电胶的厚度为10μm，然后充分烘干，并放置在放卷辊1上；

c、准备阴阳极浆料：用旋转粘度计选出合适黏度的阴阳极浆料，控制黏度在7000mPa.s，并通过过筛出去内部的大颗粒；

d、涂阴阳极浆料：用扁平鸭嘴式喷头3，设定好喷头的宽度和间隙，在驱动辊2的驱动下，放卷辊旋转，喷头与驱动辊之间的倾斜度控制在60°，集流体从放卷辊上放卷，走带速度控制在10m/min，将阴阳极浆料直接喷涂在集流体上并充分烘干，烘干采用烘箱4烘干，烘箱内的烘道为竖立式，并控制烘干的温度为45℃，阴阳极膜湿涂层的厚度在600μm，烘干后涂层的厚度在150μm；

e、收卷：最后通过收卷辊5进行收卷。

Claims (10)

1.一种聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，其特征在于包括如下步骤：

a、先清洗，根据冲孔后的集流体选择进行酸洗或者碱洗，然后清水冲洗干净并充分烘干；

b、在干净的集流体上涂布一层导电胶，然后充分烘干；

c、准备合适黏度的阴阳极浆料，并使之通过过筛除去内部的大颗粒；

d、集流体从放卷辊上放卷，将阴阳极浆料通过流量控制系统直接喷涂在集流体上并充分烘干；

e、最后进行收卷。

2.根据权利要求1所述的聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，其特征在于所述的集流体采用冲孔后的铜箔、铝箔或铜网、铝网。

3.根据权利要求2所述的聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，其特征在于所述的铜、铝箔的两边预留10-50mm的边，集流体的孔隙率为30-70％。

4.根据权利要求2所述的聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，其特征在于所述的铜网或者铜箔采用酸洗，铝网或者铝箔采用碱洗，在清洗前还要进行表面活性剂清洗，以去除油污。

5.根据权利要求1所述的聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，其特征在于所述的集流体上涂布的导电胶的厚度为5-10μm。

6.根据权利要求1所述的聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，其特征在于所述的阴阳极浆料的黏度采用旋转粘度计测得，并控制在5000-10000mPa.s。

7.根据权利要求1所述的聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，其特征在于所述喷涂阴阳极浆料采用扁平鸭嘴式喷头，喷头的宽度和间隙根据要求设定，喷头与放卷导辊之间的倾斜度在30-80°之间，其喷涂的速度控制在4-10m/min。

8.根据权利要求1所述的聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，其特征在于烘干阴阳极浆料采用烘箱烘干，形成阴阳极膜并均匀覆在集流体上，烘干时所用的温度为40-55℃。

9.根据权利要求8所述的聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，其特征在于所述烘干用的烘箱，其内部的烘道采用竖立式。

10.根据权利要求8所述的聚合物锂电池阴阳极片生产工艺，其特征在于所述的阴阳极膜其湿涂层的厚度在400-800μm，烘干后涂层的厚度在100-160μm。

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