CN107369811A - 一种柔性极片的制备方法 - Google Patents

一种柔性极片的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107369811A
CN107369811A CN201710716802.6A CN201710716802A CN107369811A CN 107369811 A CN107369811 A CN 107369811A CN 201710716802 A CN201710716802 A CN 201710716802A CN 107369811 A CN107369811 A CN 107369811A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pole piece
viscous fluid
preparation
flexible pole
active material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710716802.6A
Other languages
English (en)
Inventor
刘伦林
胡韬
解明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soft Power (wuhan) Technology Co Ltd
Original Assignee
Soft Power (wuhan) Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Soft Power (wuhan) Technology Co Ltd filed Critical Soft Power (wuhan) Technology Co Ltd
Priority to CN201710716802.6A priority Critical patent/CN107369811A/zh
Publication of CN107369811A publication Critical patent/CN107369811A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435—Rolling or calendering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明属于电化学技术领域，尤其是涉及一种柔性极片的制备方法，该方法包括如下步骤：1）将粘结剂和溶剂混合、搅拌形成粘稠液A；2）将导电剂加入到粘稠液A中混合、搅拌形成粘稠液B；3）将活性物质加入到粘稠液B中混合、搅拌形成粘稠液C；4）将纤维液加入到粘稠液C中混合、搅拌形成粘稠浆料；5）将所制得的粘稠浆料倒入转移涂布机的料槽内，将基体安装在涂布设备上，经过转移涂布，然后在一定的温度和风量烘干后形成极片；6）将极片经过棍压、模切，最终获得的柔性极片。按照本发明的顺序依次向粘结剂和溶剂形成的粘稠液中添加导电剂、活性物质及纤维液，得到的极片电性能更好，并且可以降低阻抗，提高极片柔韧性。

Description

一种柔性极片的制备方法
技术领域
本发明属于电化学技术领域，尤其是涉及一种柔性极片的制备方法。
背景技术
锂离子电池是一种能量密度高、可靠性高、加工性能好和环保性能优良的二次电池，已被广泛应用于各类便携式电子设备中。现有的锂离子电池包括相互叠加卷绕的正极片、隔膜、负极片和电解液，隔膜间隔于相邻的正、负极片之间以将正负极片绝缘，同时用于保持电解液，外层用铝塑膜包装。在制备过程中，首先将正负极制备成浆料，再分别涂覆与铝箔和铜箔上，制成极片，通过叠片或者卷绕的工艺将制成裸电芯，将电芯包装在铝塑膜中，注液，化成，分容制备成电池。现有的集流体为金属材料，在弯曲过程中出现龟裂现象，导致极片破裂，刺穿隔膜等现象，导致电芯不能使用，不能满足柔性要求。
锂电池是为可穿戴设备提供电源的储能设备，要求其必须可以任意折叠、弯曲，能够制作成各种形状和尺寸，重量轻，能量密度大，方便使用和便于携带，因而对锂电池的理化性质、结构、尺寸、质量(重量)等都提出了特殊要求，目前用于可穿戴设备的锂电池容量普遍偏低，循环性不足。柔性可弯曲锂离子电池的出现可以满足以下要求：弯曲不会引起容量下降和电压突变；弯曲不会造成电池内部结构破坏；弯曲不会造成安全隐患，电池容量高。因此，研发一种安全性好，容量高的柔性极片，具有重要的现实意义。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型的高能量密度的柔性极片，为柔性锂离子电池更广泛的应用提供保证。
为实现上述目的，本发明的技术方案为一种柔性极片的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：将粘结剂和溶剂混合、搅拌，形成分散均匀的具有一定粘度的粘稠液A；
步骤二：将导电剂加入到所制得的粘稠液A中混合、搅拌，形成分散均匀的具有一定粘度的粘稠液B；
步骤三：将活性物质加入到所制得的粘稠液B中混合、搅拌，形成分散均匀的具有一定粘度的粘稠液C；
步骤四：将纤维素和溶液混合后高速搅拌分散，形成纤维液；然后将纤维液加入到所制得的粘稠液C中混合、搅拌，形成分散均匀具有一定粘度的粘稠浆料；
步骤五：将所制得的粘稠浆料倒入转移涂布机的料槽内，将基体安装在涂布设备上，经过转移涂布，然后在一定的温度和风量烘干后形成极片；
步骤六：将所制得的极片经过棍压、模切，最终获得柔性极片。
进一步地，各组分在所述柔性极片中所占的重量百分比为：所述活性物质 93％-96％，所述导电剂1％-3％，所述粘结剂1.5％，所述纤维素0.5％-5％。
进一步地，所述活性物质在电极片中的面密度为15mg/cm2-55mg/cm2。
进一步地，所述导电剂包括碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米线、石墨烯、还原氧化石墨、银纳米线中的至少一种；
所述粘结剂包括聚偏乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羟甲基纤维素中的至少一种；
所述溶剂包括水、乙醇、乙二醇、丙醇、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇等中的至少一种。
进一步地，所述粘稠液C的固含量在30％-70％之间，粘度在 2000mpa.s-8000mpa.s之间。
进一步地，所述涂布的温度在60℃-150℃之间，风量在2000HZ-5000HZ之间。
进一步地，所述活性物质包括正极活性材料和负极活性材料；所述正极活性材料为钴酸锂、锰酸锂、钛酸锂、钒酸锂、、LiMnxNiyCozO2(x+y+z＝1)、 LiNixCoyAlzO2(x+y+z＝1)、钒酸锂中的任意一种；负极活性材料为石墨、MCMB、碳硅或活性炭的任意一种。
进一步地，所述基体为铝箔或铜箔，基体的厚度为5-30微米。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)本发明提供的柔性极片的制备方法首先将粘结剂和溶剂混合、搅拌形成粘稠液，然后依次分别加入导电剂、活性物质及纤维液，形成的粘稠浆料经过涂布、棍压、模切，最终使得到的极片具有柔性的效果；按照本发明的顺序依次向粘结剂和溶剂形成的粘稠液中添加导电剂、活性物质及纤维液，得到的极片电性能更好，并且可以降低阻抗，提高极片柔韧性；
(2)本发明制备的柔性极片使用了能够起到交织在一起的纳米纤维素，通过纤维素和胶液混合涂布后，极片成了一个整体，因使用了纤维素从而降低了粘结剂的使用量，提高了活性物质比，进而电池的能量密度得到很大的提高；
(3)本发明提供的柔性极片的制备方法制备的柔性极片滚压干燥后，极片的柔性很好，机械强度得到明显提高；
(4)本发明提供的柔性极片的制备方法制造的柔性极片，可使用现有的电池生产设备，进行生产，可快速投入市场进行量产。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种柔性极片的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：将粘结剂和溶剂混合、搅拌，形成分散均匀的具有一定粘度的粘稠液A；
步骤二：将导电剂加入到所制得的粘稠液A中混合、搅拌，形成分散均匀的具有一定粘度的粘稠液B；
步骤三：将活性物质加入到所制得的粘稠液B中混合、搅拌，形成分散均匀的具有一定粘度的粘稠液C；
步骤四：将纤维素和溶液混合后高速搅拌分散，形成纤维液；然后将纤维液加入到所制得的粘稠液C中混合、搅拌，形成分散均匀具有一定粘度的粘稠浆料；
步骤五：将所制得的粘稠浆料倒入转移涂布机的料槽内，将基体安装在涂布设备上，经过转移涂布，然后在一定的温度和风量烘干后形成极片；
步骤六：将所制得的极片经过棍压、模切，最终获得柔性极片。
本发明实施例提供的柔性极片的制备方法首先将粘结剂和溶剂混合、搅拌形成粘稠液，然后依次分别加入导电剂、活性物质及纤维液，形成的粘稠浆料经过涂布、棍压、模切，最终使得到的极片具有柔性的效果；按照本发明的顺序依次向粘结剂和溶剂形成的粘稠液中添加导电剂、活性物质及纤维液，得到的极片电性能更好，并且可以降低阻抗，提高极片柔韧性。
本发明实施例采用活性物质、导电剂、粘结剂、溶剂及纤维素制备电池极片，通过粘结剂可使活性物质材料粘附在基体上，同时保持活性物质颗粒之间的粘结效果；纤维素可起支撑作用，通过将粘稠浆料涂布在基体上，基体在电极片中起支撑作用，基体与带支撑纤维的浆料结合的结构保证极片具有良好的柔韧性。
进一步地，各组分在柔性极片中所占的重量百分比为：活性物质93％-96％，导电剂1％-3％，粘结剂1.5％，纤维素0.5％-5％，可获得具有优异柔韧性的电池极片。
进一步优选的，各组分在柔性极片中所占的重量百分比为：活性物质96％，导电剂1.5％，粘结剂1.5％，纤维素1％，获得的电池极片的柔韧性更佳。
进一步地，活性物质在电极片中的面密度为15mg/cm2-55mg/cm2，保证电芯能量密度高，使用寿命长。
进一步地，导电剂包括碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米线、石墨烯、还原氧化石墨、银纳米线中的至少一种；粘结剂包括聚偏乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羟甲基纤维素中的至少一种；溶剂包括水、乙醇、乙二醇、丙醇、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇等中的至少一种。纤维素为纳米纤维素或多枝晶类纤维素，纤维体直径为纳米级或者亚微米级，分散后形成纤维溶液。
进一步地，粘稠液C的固含量在30％-70％之间，粘度在2000mpa.s-8000mpa.s 之间，可获得具有更好柔韧性的电池极片。
进一步地，涂布的温度在60℃-150℃之间，风量在2000HZ-5000HZ之间，可获得具有更好柔韧性的电池极片。
进一步地，活性物质包括正极活性材料和负极活性材料；正极活性材料可以是钴酸锂、锰酸锂、钛酸锂、钒酸锂、LiMnxNiyCozO2(x+y+z＝1)、LiNixCoyAlzO2 (x+y+z＝1)、钒酸锂中的任意一种材料；负极活性材料可以是石墨、MCMB、碳硅或活性炭的任意一种材料。
进一步地，基体为铝箔或铜箔，基体的厚度为5-30微米，基体在电极片中起支撑作用。
本发明实施例制备的柔性极片使用了能够起到交织在一起的纳米纤维素，通过纤维素和胶液混合涂布滚压后，极片成了一个整体，因使用了纤维素从而降低了胶的使用量，提高了活性物质比，进而电池的能量密度得到很大的提高；柔性极片滚压干燥后，极片的柔性很好，机械强度得到明显提高；本发明实施例提供的柔性极片的制备方法制造的柔性极片，可使用现有的电池生产设备，进行生产，可快速投入市场进行量产。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种柔性极片的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一：将粘结剂和溶剂混合、搅拌，形成分散均匀的具有一定粘度的粘稠液A；
步骤二：将导电剂加入到所制得的粘稠液A中混合、搅拌，形成分散均匀的具有一定粘度的粘稠液B；
步骤三：将活性物质加入到所制得的粘稠液B中混合、搅拌，形成分散均匀的具有一定粘度的粘稠液C；
步骤四：将纤维素和溶液混合后高速搅拌分散，形成纤维液；然后将纤维液加入到所制得的粘稠液C中混合、搅拌，形成分散均匀具有一定粘度的粘稠浆料；
步骤五：将所制得的粘稠浆料倒入转移涂布机的料槽内，将基体安装在涂布设备上，经过转移涂布，然后在一定的温度和风量烘干后形成极片；
步骤六：将所制得的极片经过棍压、模切，最终获得柔性极片。
2.如权利要求1所述的一种柔性极片的制备方法，其特征在于：各组分在所述柔性极片中所占的重量百分比为：所述活性物质93%-96%，所述导电剂1%-3%，所述粘结剂1.5%，所述纤维素0.5%-5%。
3.如权利要求1所述的一种柔性极片的制备方法，其特征在于：所述活性物质在电极片中的面密度为15mg/cm2-55mg/cm2。
4.如权利要求1所述的一种柔性极片的制备方法，其特征在于：
所述导电剂包括碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米线、石墨烯、还原氧化石墨、银纳米线中的至少一种；
所述粘结剂包括聚偏乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羟甲基纤维素中的至少一种；
所述溶剂包括水、乙醇、乙二醇、丙醇、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇等中的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种柔性极片的制备方法，其特征在于：所述粘稠液C的固含量在30%-70%之间，粘度在2000mpa.s-8000mpa.s之间。
6.如权利要求1所述的一种柔性极片的制备方法，其特征在于：所述涂布的温度在60℃-150℃之间，风量在2000HZ-5000HZ之间。
7.如权利要求1所述的一种柔性极片的制备方法，其特征在于：所述活性物质包括正极活性材料和负极活性材料；所述正极活性材料为钴酸锂、锰酸锂、钛酸锂、钒酸锂、LiMnxNiyCozO2(x+y+z=1)、LiNixCoyAlzO2(x+y+z＝1)、钒酸锂中的任意一种；负极活性材料为石墨、MCMB、碳硅或活性炭的任意一种。
8.如权利要求1所述的一种柔性极片的制备方法，其特征在于：所述基体为铝箔或铜箔，基体的厚度为5-30微米。
CN201710716802.6A 2017-08-21 2017-08-21 一种柔性极片的制备方法 Pending CN107369811A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710716802.6A CN107369811A (zh) 2017-08-21 2017-08-21 一种柔性极片的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710716802.6A CN107369811A (zh) 2017-08-21 2017-08-21 一种柔性极片的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107369811A true CN107369811A (zh) 2017-11-21

Family

ID=60309727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710716802.6A Pending CN107369811A (zh) 2017-08-21 2017-08-21 一种柔性极片的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107369811A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108390012A (zh) * 2018-01-23 2018-08-10 柔电（武汉）科技有限公司 一种柔性极片的制备方法
CN108417779A (zh) * 2018-01-17 2018-08-17 柔电（武汉）科技有限公司 一种柔性薄膜锂离子极片的制备方法
CN109786119A (zh) * 2019-01-23 2019-05-21 三峡大学 一种多孔电极及其导电化处理的方法
CN113451545A (zh) * 2020-03-24 2021-09-28 北京石墨烯研究院有限公司 柔性电池及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1773766A (zh) * 2004-11-08 2006-05-17 索尼株式会社 电池
CN102916219A (zh) * 2011-10-21 2013-02-06 因迪能源（苏州）有限公司 一种锂离子电池电芯及其制备方法
CN102916161A (zh) * 2011-10-21 2013-02-06 因迪能源（苏州）有限公司 一种锂离子电池的电极复合材料及其制备方法
CN103187594A (zh) * 2011-12-30 2013-07-03 万向电动汽车有限公司 一种软包装锂离子动力电池的制作方法
CN104201004A (zh) * 2014-07-26 2014-12-10 渤海大学 柔性混合超级电容器电极的制备方法
CN104577117A (zh) * 2014-12-29 2015-04-29 山东精工电子科技有限公司 一种低内阻锂离子电池及其制备方法
CN105552302A (zh) * 2016-02-04 2016-05-04 中山大学 一种可折叠硫正极复合电极结构
CN106356505A (zh) * 2016-09-27 2017-01-25 柔电（武汉）科技有限公司 柔性极片及其制备方法、柔性电池、可弯曲手机

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1773766A (zh) * 2004-11-08 2006-05-17 索尼株式会社 电池
CN102916219A (zh) * 2011-10-21 2013-02-06 因迪能源（苏州）有限公司 一种锂离子电池电芯及其制备方法
CN102916161A (zh) * 2011-10-21 2013-02-06 因迪能源（苏州）有限公司 一种锂离子电池的电极复合材料及其制备方法
CN103187594A (zh) * 2011-12-30 2013-07-03 万向电动汽车有限公司 一种软包装锂离子动力电池的制作方法
CN104201004A (zh) * 2014-07-26 2014-12-10 渤海大学 柔性混合超级电容器电极的制备方法
CN104577117A (zh) * 2014-12-29 2015-04-29 山东精工电子科技有限公司 一种低内阻锂离子电池及其制备方法
CN105552302A (zh) * 2016-02-04 2016-05-04 中山大学 一种可折叠硫正极复合电极结构
CN106356505A (zh) * 2016-09-27 2017-01-25 柔电（武汉）科技有限公司 柔性极片及其制备方法、柔性电池、可弯曲手机

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108417779A (zh) * 2018-01-17 2018-08-17 柔电（武汉）科技有限公司 一种柔性薄膜锂离子极片的制备方法
CN108390012A (zh) * 2018-01-23 2018-08-10 柔电（武汉）科技有限公司 一种柔性极片的制备方法
CN109786119A (zh) * 2019-01-23 2019-05-21 三峡大学 一种多孔电极及其导电化处理的方法
CN109786119B (zh) * 2019-01-23 2020-01-07 三峡大学 一种多孔电极及其导电化处理的方法
CN113451545A (zh) * 2020-03-24 2021-09-28 北京石墨烯研究院有限公司 柔性电池及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103326027B (zh) 一种锂离子电池负极及锂离子电池
CN107369811A (zh) 一种柔性极片的制备方法
CN105703010B (zh) 电极片及电化学储能装置
TWI681585B (zh) 印刷能量儲存裝置及其電極以及導電糊劑
CN103579579B (zh) 一种锂离子电池水性正极浆料及其制备方法
CN105489898B (zh) 导电水性粘结剂及其制备方法、锂离子电池
WO2018018870A1 (zh) 一种电化学装置隔离膜及其制备方法
JP4605467B2 (ja) 電気化学素子の製造方法
CN107611340A (zh) 柔性全固态电池及其制备方法
CN107799699A (zh) 一种黏土矿物复合锂电池隔膜及其制备方法
CN105551830B (zh) 一种活性石墨烯/活性炭复合电极片的制备方法
CN108091824A (zh) 锂电池正极极片及其制备方法与采用该正极极片的锂电池
CN106098410A (zh) 激光一步法制备超级电容器用石墨烯/氧化锰柔性电极
CN108630462B (zh) 一种纳米纤维基一体化薄膜超级电容器及其制备方法
CN107978732A (zh) 极片及电池
CN109273717A (zh) 一种锂离子电池硅基负极改性粘结剂及含有该粘结剂电池的制备方法
CN107437622A (zh) 电极及其制备方法
CN107978789B (zh) 一种聚合物导电纤维增韧的硫化物复合电解质
JP6075219B2 (ja) 硫化物全固体電池の製造方法
CN108281610A (zh) 一种复合正极极片的锂离子电池
CN107464916B (zh) 一种叠层式柔性电极片及其制备方法
CN108390027A (zh) 一种电极浆料、柔性极片及其制备方法、柔性电池
CN105070867A (zh) 复合隔膜、其制备方法及锂离子电池
CN101901694A (zh) 超级电容器电极片
CN107742695B (zh) 一种用于柔性锂离子电池的三维多孔复合极片的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171121

RJ01 Rejection of invention patent application after publication