CN105355449A - 一种电极的制备方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种电极的制备方法，所述的电极通过将浆料涂布于带有贯穿孔的集流体上制得，在涂布电极第一面时所述的集流体的背面贴合有柔性基底。所述的柔性基底为铜箔或铝箔或锡箔或聚乙烯或聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。所述的柔性基底的厚度为5～20μm。所述的集流体的贯穿孔的开孔率为2％～30％。

Description

一种电极的制备方法及装置
技术领域
本发明涉及一种电极的制备方法及装置。
背景技术
随着国民经济的发展，对电化学储能的需求也日益增强。锂离子混合型储能器件，尤其是锂离子电容器作为一种新型的电化学储能器件，兼有锂离子电池的高能量密度和超级电容器高功率密度的优点，引起越来越多的关注。这种电化学储能器件的特点之一是负极需要预先嵌入部分锂，所以电极需采用带有贯穿上下表面的规整孔的集流体，然而在电极涂布时遇到问题是浆料容易从孔漏下，造成涂布不均从而影响涂布质量。虽然可以通过进一步减小孔径来解决浆料的涂布问题，然而这样会大大提高集流体的制造难度和制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种电极的制备方法及制备装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种电极的制备方法，所述的电极通过将浆料涂布于带有贯穿孔的集流体上制得。在涂布电极第一面时，所述的集流体的背面贴合有柔性基底。
所述的柔性基底为铜箔或铝箔或锡箔，或者所述的柔性基底为聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。所述的柔性基底的厚度为5～20μm。
所述的集流体的贯穿孔的直径为50～1000μm，开孔率为2％～30％。
通常，正极集流体为含有2％～30％开孔率的贯穿孔的铝箔，负极集流体为含有2％～30％开孔率的贯穿孔的铜箔。所述的开孔率是指集流体上孔的面积占集流体的总面积的比例。
电极片的涂布方式包括刮刀涂布、转移式涂布或喷涂等方法，具体做法是将包含正极活性物质、导电剂和粘结剂的浆料涂布到含有2％～30％开孔率的贯穿孔的铝箔上，制成正极电极片；将包含负极活性物质、导电剂和粘结剂的浆料涂布到含有2％～30％开孔率的贯穿孔的铜箔或镍箔上，制成负极电极片。
本发明还公开了一种制备所述的电极的装置，所述装置包括：
集流体放卷装置，用于将集流体沿一定方向连续放卷至涂布装置；
柔性基底放卷装置，与集流体放卷装置并行设置，用于将柔性基底沿一定方向连续放卷至涂布装置；
涂布装置，设置于集流体放卷装置和柔性基底放卷装置的后部，用于将浆料涂布至集流体上；
干燥装置，设置于涂布装置的后部，用于将涂布后集流体上的浆料干燥；
张紧装置，设置于干燥装置的后部，用于施加张力，使集流体保持与柔性基底紧密贴合；
极片收卷装置，设置于张紧装置的后部，用于将干燥后的极片收卷；
以及柔性基底收卷装置，与极片收卷装置并行设置，用于将柔性基底收卷。
所述的干燥装置采用远红外干燥或者微波干燥或者激光干燥。优选采用激光干燥方式，因为激光干燥方式加热效率更高，可以在短时间内使浆料中所含有的溶剂挥发，从而避免在干燥过程中极片与柔性基底分离而使浆料从集流体的贯穿孔漏出。
本发明可以在含有较大孔径或较高开孔率的贯穿孔集流体上涂布浆料，而浆料不会从贯穿孔漏出。
附图说明
图1所示为含有贯穿孔的集流体的光学显微镜照片；
图2所示为实施例1的电极的光学显微镜照片；
图3所示为极片制备装置的示意图。
具体实施方式
本发明采用在带有贯穿孔的集流体下贴合柔性基底的方法进行涂布制备极片，解决了涂布过程中从孔中漏料的问题。柔性基底为5～20μm厚度的铜箔、铝箔、锡箔、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯。聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯作为柔性基底价格便宜、成本较低；铜箔、铝箔、锡箔等金属箔作为柔性基底的优点在于金属箔经过清洗可以重复使用。
本发明还公开了一种制备所述的电极的制备装置，如图3所示，该装置包括：
集流体放卷装置11，用于将集流体61沿一定方向连续放卷至涂布装置20；
柔性基底放卷装置12，与集流体放卷装置11并行设置，用于将柔性基底62沿一定方向连续放卷至涂布装置20；
涂布装置20，设置于集流体放卷装置11和柔性基底放卷装置12的后部，用于将浆料涂布至集流体61上；
干燥装置30，设置于涂布装置20的后部，用于将涂布后集流体61上的浆料干燥；
张紧装置40，设置于干燥装置30的后部，用于施加张力，使集流体61保持与柔性基底62紧密贴合；
极片收卷装置51，设置于张紧装置40的后部，用于将干燥后的极片63收卷；
柔性基底收卷装置52，与极片收卷装置51并行设置，用于将柔性基底62收卷。
干燥装置采用远红外干燥或者微波干燥或者激光干燥。优选采用激光干燥方式，因为激光干燥方式加热效率更高，可以在短时间内使浆料中所含有的溶剂挥发，从而避免在干燥过程中极片与柔性基底分离而使浆料从集流体的贯穿孔漏出。
电极的制备装置如图3所示。采用涂布装置20涂布极片的第一面时，集流体放卷装置11和柔性基底放卷装置12同步放卷，利用张紧装置40使集流体61背面与柔性基底62紧密贴合同步运动，浆料涂布到集流体61表面之后进入干燥装置30，干燥后利用极片收卷装置51和柔性基底收卷装置52将极片63与柔性基底62分别收卷；在涂布极片的第二面时，由于集流体上的孔已经被浆料堵塞，不会再发生漏料的情况，涂布便不需要贴合柔性基底。
涂布装置可以采用转移式涂布、刮刀涂布或者喷涂方式，干燥装置可以采用热风干燥或者红外干燥或者激光干燥。
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
取5质量份的聚偏氟乙烯溶入125质量份的N-甲基吡咯烷酮中，加入90质量份的人造石墨CAG-3MT和5质量份的导电炭黑SuperP，混合均匀后涂布到铜箔上，充分干燥后得到负极电极。铜箔含有25％开孔率的、直径为100μm贯穿孔，在涂布第一面时铜箔背面贴合有厚度为8μm厚的铜箔。图1所示为含有贯穿孔的铜箔光学显微镜照片，图2所示为第一面涂布后的负极电极的光学显微镜照片，可以看到涂布效果良好，孔都被浆料填满。
实施例2
将200质量份的活性炭和15质量份的导电炭黑、5质量份的导电石墨、5质量份的纳米炭纤维混合10分钟得到混合物A，将42质量份的固含量为60％的丁苯橡胶和25质量份的羧甲基纤维素钠溶于560质量份的去离子水中得到水胶溶液B，将混合物A与溶液B一起分散120分钟，将得到的浆料C涂布于铝箔上，干燥后得到正极电极。铝箔含有30％开孔率的、直径为1000μm贯穿孔，在涂布第一面时铝箔背面贴合有厚度为20μm厚的聚乙烯薄膜。
实施例3
取10质量份的聚偏氟乙烯溶入250质量份的N-甲基吡咯烷酮中，加入10质量份的导电炭黑SuperP、20质量份的比表面面积为1600m2/g的活性炭和60质量份的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，混合均匀后涂布到铝箔上，充分干燥后得到正极电极。铝箔含有2％开孔率的、直径为50μm贯穿孔，在涂布第一面时铝箔背面贴合有厚度为10μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。
实施例4
取5质量份的聚偏氟乙烯溶入125质量份的N-甲基吡咯烷酮中，加入90质量份的硬碳和5质量份的导电炭黑SuperP，混合均匀后涂布到铜箔上，充分干燥后得到负极电极。铜箔含有30％开孔率的、直径为500μm贯穿孔，在涂布第一面时铜箔背面贴合有厚度为20μm厚的锡箔。
实施例5
取30质量份的聚偏氟乙烯溶入750质量份的N-甲基吡咯烷酮中，加入30质量份的导电炭黑SuperP、80质量份的比表面面积为2100m2/g的活性炭和160质量份的LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2，混合均匀后涂布到铝箔上，充分干燥后得到正极电极。铝箔含有30％开孔率的、直径为100μm贯穿孔，在涂布第一面时铝箔背面贴合有厚度为10μm厚的聚乙烯薄膜。
实施例6
将200质量份的活性炭和6.5质量份的导电炭黑加入搅拌机中混合5分钟，得到混合物A，将43质量份的固含量为15％的LA133水性粘结剂溶于600质量份的去离子水中，将得到的水胶溶液B与混合物A用搅拌机中分散120分钟，将得到的浆料C涂布于铝箔上，充分干燥后得到正极电极。铝箔含有30％开孔率的、直径为100μm贯穿孔，在涂布第一面时铝箔背面贴合有厚度为5μm厚的聚丙烯薄膜。

Claims (9)

1.一种电极的制备方法，其特征在于：所述的电极通过将浆料涂布于带有贯穿孔的集流体上制得，在涂布电极第一面时，所述的集流体的背面贴合有柔性基底。
2.根据权利要求1所述的电极的制备方法，其特征在于：所述的柔性基底为铜箔或铝箔或锡箔。
3.根据权利要求1所述的电极的制备方法，其特征在于：所述的柔性基底为聚乙烯或聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜。
4.根据权利要求2或3所述的电极的制备方法，其特征在于：所述的柔性基底的厚度为5～20μm。
5.根据权利要求1所述的电极的制备方法，其特征在于：所述的集流体的贯穿孔的开孔率为2％～30％。
6.根据权利要求1所述的电极的制备方法，其特征在于：所述的集流体的贯穿孔的直径为50～1000μm。
7.一种应用权利要求1至6中任一项所述的电极制备方法的装置，其特征在于：所述的装置包括：
集流体放卷装置(11)，用于将集流体(61)沿一定方向连续放卷至涂布装置(20)；
柔性基底放卷装置(12)，与集流体放卷装置(11)并行设置，用于将柔性基底(62)沿一定方向连续放卷至涂布装置(20)；
涂布装置(20)，设置于集流体放卷装置(11)和柔性基底放卷装置(12)的后部，用于将浆料涂布至集流体(61)上；
干燥装置(30)，设置于涂布装置(20)的后部，用于将涂布后集流体上(61)的浆料干燥；
张紧装置(40)，设置于干燥装置(30)的后部，用于施加张力，使集流体(61)保持与柔性基底(62)紧密贴合；
极片收卷装置(51)，设置于张紧装置(40)的后部，用于将干燥后的极片(63)收卷；
柔性基底收卷装置(52)，与极片收卷装置(51)并行设置，用于将柔性基底(62)收卷。
8.根据要求7所述的电极的制备装置，其特征在于：所述的涂布装置(20)采用刮刀涂布、转移式涂布或喷涂。
9.根据要求7所述的电极的制备装置，其特征在于：所述的干燥装置(30)采用远红外干燥或者微波干燥或者激光干燥。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108511683A (zh) * 2018-02-11 2018-09-07 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种高分子薄膜复合的多孔铜箔及其应用
CN108923016A (zh) * 2018-06-11 2018-11-30 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种多孔集流体涂布方法
CN109360940A (zh) * 2018-09-26 2019-02-19 桑顿新能源科技有限公司 一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法
WO2019033810A1 (zh) * 2017-08-16 2019-02-21 君泰创新（北京）科技有限公司 太阳能电池浆料的干燥方法及系统
CN109560244A (zh) * 2018-08-07 2019-04-02 深圳市电科电源股份有限公司 磷酸铁锂锂离子电池制备方法及磷酸铁锂锂离子电池
RU2708634C1 (ru) * 2018-12-28 2019-12-10 Российская Федерация в лице Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" Электрод конденсатора с двойным электрическим слоем и способ его изготовления
CN110797212A (zh) * 2018-08-01 2020-02-14 Bgt材料有限公司 电化学储能装置的电极构造及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030014859A1 (en) * 2001-07-23 2003-01-23 Kejha Joseph B. Method of automated hybrid lithium-ion cells production and method of the cell assembly and construction
CN1768404A (zh) * 2003-03-31 2006-05-03 富士重工业株式会社 有机电解质电容器
CN101262055A (zh) * 2008-03-24 2008-09-10 万向集团公司 聚合物锂电池极片制备工艺
CN102227832A (zh) * 2008-09-29 2011-10-26 日本瑞翁株式会社 电化学元件用电极的制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030014859A1 (en) * 2001-07-23 2003-01-23 Kejha Joseph B. Method of automated hybrid lithium-ion cells production and method of the cell assembly and construction
CN1768404A (zh) * 2003-03-31 2006-05-03 富士重工业株式会社 有机电解质电容器
CN101262055A (zh) * 2008-03-24 2008-09-10 万向集团公司 聚合物锂电池极片制备工艺
CN102227832A (zh) * 2008-09-29 2011-10-26 日本瑞翁株式会社 电化学元件用电极的制造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019033810A1 (zh) * 2017-08-16 2019-02-21 君泰创新（北京）科技有限公司 太阳能电池浆料的干燥方法及系统
CN108511683A (zh) * 2018-02-11 2018-09-07 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种高分子薄膜复合的多孔铜箔及其应用
CN108923016A (zh) * 2018-06-11 2018-11-30 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种多孔集流体涂布方法
CN110797212A (zh) * 2018-08-01 2020-02-14 Bgt材料有限公司 电化学储能装置的电极构造及其制造方法
CN109560244A (zh) * 2018-08-07 2019-04-02 深圳市电科电源股份有限公司 磷酸铁锂锂离子电池制备方法及磷酸铁锂锂离子电池
CN109360940A (zh) * 2018-09-26 2019-02-19 桑顿新能源科技有限公司 一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法
CN109360940B (zh) * 2018-09-26 2021-10-22 桑顿新能源科技(长沙)有限公司 一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法
RU2708634C1 (ru) * 2018-12-28 2019-12-10 Российская Федерация в лице Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" Электрод конденсатора с двойным электрическим слоем и способ его изготовления

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