CN105336920B - 锂离子电池极片的涂布方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池极片的涂布方法，包括以下步骤：S1、将浆料涂覆到带有涂层的箔材的正面，然后输送至第一烘箱干燥；所述第一烘箱分成沿涂布机输送方向依次排布的第一段、第二段、第三段、第四段和第五段；S2、将浆料涂覆到步骤S1得到的单面涂布极片的反面，然后输送至所述第一烘箱干燥；以及S3、将步骤S2得到的双面涂布极片放入第二烘箱中烘干。本发明的锂离子电池极片的涂布方法，使得电池极片内的溶剂均匀的挥发，明显改善了极片外观异常的问题，保证了极片均匀性及粘结性，提高了极片质量和良品率。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池制造领域，特别是涉及一种锂离子电池极片的涂布方法。
背景技术
世界能源与环保形势日趋紧张，电池作为动力能源越来越受到人们的青睐。锂离子电池(简称锂离子电池)由于其能量密度高，体积轻，重量小，环保无污染，成为动力型电池发展的首选。
涂布是锂离子电池的最重要的工艺流程之一，涂布就是将锂离子电池制造所需要的正极浆料或负极浆料均匀地涂到基体上，然后进行烘干。目前研究较多的是改进涂布设备，而对涂布工艺，尤其是涂布工艺的控制研究较少。极片烘干过程中烘箱温度及空气气流流速大小不合理会严重影响极片质量，若干燥不完全，或干燥后的极片出现龟裂，不仅影响极片外观，将直接影响电池的性能。
发明内容
针对上述现有技术现状，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种锂离子电池极片的涂布方法，改善极片外观异常，保证极片均匀性及粘结性，提高极片质量和良品率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种锂离子电池极片的涂布方法，包括以下步骤：
S1、将浆料涂覆到带有涂层的箔材的正面，然后输送至第一烘箱干燥；所述第一烘箱分成沿涂布机输送方向依次排布的第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，第一烘箱各段的温度和循环风量分别如下：第一段：第一烘箱温度T1为85～110℃，循环风量R1为20～30Hz；第二段：烘箱温度T2为110～130℃，且T2＞T1，循环风量R2为25～35Hz，且R2＞R1；第三段：烘箱温度T3为110～140℃，且T3＞T2，循环风量R3为30～40Hz，且R3＞R2；第四段：烘箱温度T4为100～120℃，且T4≤T3，循环风量R4为30～40Hz，且R4≤R3；第五段：烘箱温度T5为95～120℃，且T5≤T4，循环风量R5为20～35Hz，且R5≤R4；
S2、将浆料涂覆到步骤S1得到的单面涂布极片的反面，然后输送至所述第一烘箱干燥，第一烘箱各段的温度和循环风量分别如下：第一段：烘箱温度T1′为95～120℃，且T1′≥T1，循环风量R1′为25～40Hz，且R1′≥R1；第二段：烘箱温度T2′为115～135℃，且T2′≥T2，循环风量R2′为30～45Hz，且R2′≥R2；第三段：烘箱温度T3′为115～145℃，且T3′≥T3，循环风量R3′为30～45Hz，且R3′≥R3；第四段：烘箱温度T4′为105～125℃，且T4′≥T4，循环风量R4′为35～45Hz，且R4′≥R4；第五段：烘箱温度T5′为95～120℃，且T5′≥T5，循环风量R5′为25～40Hz，且R5′≥R5；以及
S3、将步骤S2得到的双面涂布极片放入第二烘箱中烘干。
在优选的实施例中，涂布速度为10～20m/min。
在优选的实施例中，所述双面涂布极片厚度为50～250μm。
在优选的实施例中，步骤S3中，第二烘箱的温度为100～120℃，烘烤时间为8～12h。
在优选的实施例中，步骤S1、S2中采用的涂布机为挤压式涂布机或刮刀式涂布机。
在优选的实施例中，所述第一烘箱由10个子烘箱组成，每两个子烘箱为一个温区。
与现有技术相比，本发明提供的锂离子电池极片的涂布方法，采用双面涂布方式，第一面涂布和第二面涂布的烘箱分为5个温区进行温度和循环风的调节，5个温区的烘箱温度和循环风量使用“低—高—低”的方式，并且第二面涂布的烘箱温度和循环风量不小于第一面涂布的烘箱温度和循环风量，使得电池极片内的溶剂均匀的挥发，明显改善了极片外观异常的问题，保证了极片均匀性及粘结性，提高了极片质量和良品率。
附图说明
图1为对比实施例涂布方法得到的极片表面；
图2为本发明实施例1涂布方法得到的极片表面。
具体实施方式
下面参考附图并结合实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下各实施例中所用设备及物料如下：
1、涂布机选用日本TORAY涂布机(涂布机为挤压式涂布机或刮刀式涂布机，涂布机的第一烘箱10个子烘箱组成，每两个子烘箱为一个温区，共分为5段，分别为沿涂布机输送方向依次排布的第一段、第二段、第三段、第四段和第五段)。
2、用于涂布的正极浆料组成为：油系溶剂、三元材料、导电剂和粘合剂，其质量比为125：93：3.5：4.5。
3、用于涂布的箔材为铝箔。
对比例
调节1区烘箱温度T1为100℃，调节2区、3区、4区、5区烘箱温度为130℃，循环风为35Hz，待温度稳定后，进行涂布，浆料涂覆到带有涂层的铝箔上，形成的涂布湿极片以25m/min的速度进入烘箱干燥，经过烘箱干燥后，进行双面涂布，结束后将极片放入到100℃烘箱中烘烤8h。得到的极片的表面和粘接性见图1。
实施例1
本实施例中的锂离子电池极片的涂布方法包括以下步骤：
S1、将正极浆料涂覆到带有涂层的箔材的正面，然后以10m/min的速度输送至第一烘箱干燥第一烘箱各段的温度和循环风量分别如下：第一段：第一烘箱温度T1为85℃，循环风量R1为20Hz；第二段：烘箱温度T2为110℃，循环风量R2为25Hz；第三段：烘箱温度T3为120℃，循环风量R3为30Hz；第四段：烘箱温度T4为120℃，循环风量R4为30Hz；第五段：烘箱温度T5为100℃，循环风量R5为20Hz；
S2、将正极浆料涂覆到步骤S1得到的单面涂布极片的反面，然后以10m/min的速度输送至所述第一烘箱干燥，第一烘箱各段的温度和循环风量分别如下：第一段：烘箱温度T1′为95℃，循环风量R1′为25Hz；第二段：烘箱温度T2′为115，循环风量R2′为30Hz；第三段：烘箱温度T3′为125℃，循环风量R3′为35Hz；第四段：烘箱温度T4′为125℃，循环风量R4′为35Hz；第五段：烘箱温度T5′为105℃，循环风量R5′为25Hz。以及
步骤S3、将步骤S2得到的双面涂布极片放入第二烘箱中烘干，第二烘箱的温度为100℃，烘烤时间为12h，即得到双面涂布极片，厚度为50μm。
得到的双面涂布极片如图2所示，从图中可以看出，极片表面没有出现裂纹，且粘结性良好，提高了锂离子电池涂布工艺中的极片的质量和良品率，进而提高电芯的性能，同时降低了涂布设备因为极片异常导致的停机率，提高生产效率。
实施例2
本实施例中的锂离子电池极片的涂布方法包括以下步骤：
S1、将正极浆料涂覆到带有涂层的箔材的正面，然后以20m/min的速度输送至第一烘箱干燥第一烘箱各段的温度和循环风量分别如下：第一段：第一烘箱温度T1为110℃，循环风量R1为30Hz；第二段：烘箱温度T2为130℃，循环风量R2为35Hz；第三段：烘箱温度T3为140℃，循环风量R3为40Hz；第四段：烘箱温度T4为120℃，循环风量R4为30Hz；第五段：烘箱温度T5为120℃，循环风量R5为35Hz；
S2、将正极浆料涂覆到步骤S1得到的单面涂布极片的反面，然后以20m/min的速度输送至所述第一烘箱干燥，第一烘箱各段的温度和循环风量分别如下：第一段：烘箱温度T1′为120℃，循环风量R1′为40Hz；第二段：烘箱温度T2′为135，循环风量R2′为45Hz；第三段：烘箱温度T3′为145℃，循环风量R3′为45Hz；第四段：烘箱温度T4′为125℃，循环风量R4′为45Hz；第五段：烘箱温度T5′为120℃，循环风量R5′为40Hz。以及
步骤S3、将步骤S2得到的双面涂布极片放入第二烘箱中烘干，第二烘箱的温度为120℃，烘烤时间为8h，即得到双面涂布极片，厚度为250μm。
本实施例制得的极片表面同样没有出现裂纹，且粘结性良好。
综上，本发明提供的锂离子电池极片的涂布方法，由于采用双面涂布方式，第一面涂布和第二面涂布的烘箱分为5个温区进行温度和循环风的调节，5个温区的烘箱温度和循环风量使用“低—高—低”的方式，并且第二面涂布的烘箱温度和循环风量不小于第一面涂布的烘箱温度和循环风量，使得电池极片内的溶剂均匀的挥发，明显改善了极片外观异常的问题，保证了极片均匀性及粘结性，提高了极片质量和良品率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种锂离子电池极片的涂布方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将浆料涂覆到带有涂层的箔材的正面，然后输送至第一烘箱干燥；所述第一烘箱分成沿涂布机输送方向依次排布的第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，第一烘箱各段的温度和循环风量分别如下：第一段：第一烘箱温度T1为85～110℃，循环风量R1为20～30Hz；第二段：烘箱温度T2为110～130℃，且T2＞T1，循环风量R2为25～35Hz，且R2＞R1；第三段：烘箱温度T3为110～140℃，且T3＞T2，循环风量R3为30～40Hz，且R3＞R2；第四段：烘箱温度T4为100～120℃，且T4≤T3，循环风量R4为30～40Hz，且R4≤R3；第五段：烘箱温度T5为95～120℃，且T5≤T4，循环风量R5为20～35Hz，且R5≤R4；
S2、将浆料涂覆到步骤S1得到的单面涂布极片的反面，然后输送至所述第一烘箱干燥，第一烘箱各段的温度和循环风量分别如下：第一段：烘箱温度T1′为95～120℃，且T1′≥T1，循环风量R1′为25～40Hz，且R1′≥R1；第二段：烘箱温度T2′为115～135℃，且T2′≥T2，循环风量R2′为30～45Hz，且R2′≥R2；第三段：烘箱温度T3′为115～145℃，且T3′≥T3，循环风量R3′为30～45Hz，且R3′≥R3；第四段：烘箱温度T4′为105～125℃，且T4′≥T4，循环风量R4′为35～45Hz，且R4′≥R4；第五段：烘箱温度T5′为95～120℃，且T5′≥T5，循环风量R5′为25～40Hz，且R5′≥R5；以及
S3、将步骤S2得到的双面涂布极片放入第二烘箱中烘干。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片的涂布方法，其特征在于，涂布速度为10～20m/min。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池极片的涂布方法，其特征在于，所述双面涂布极片厚度为50～250μm。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池极片的涂布方法，其特征在于，步骤S3中，第二烘箱的温度为100～120℃，烘烤时间为8～12h。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的锂离子电池极片的涂布方法，其特征在于，步骤S1、S2中采用的涂布机为挤压式涂布机或刮刀式涂布机。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的锂离子电池极片的涂布方法，其特征在于，所述第一烘箱由10个子烘箱组成，每两个子烘箱为一个温区。
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