CN107611337B - 一种锂离子动力电池正极涂布的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子动力电池正极涂布的方法，将干混粉料进行热涂布于箔材表面得到锂离子动力电池正极。具体如下：将磷酸铁锂搅拌，再加入导电剂搅拌均匀，接着加入磷酸铁锂进行搅拌，然后加入粘结剂搅拌均匀得到干混粉料；将干混粉料经粉料流量计进入粉料预热腔进行预软化，然后经粉料喷枪将预软化粉料喷于箔材表面，再经热辊压制得到锂离子动力电池正极。本发明采用粉料进行直接涂布，而不需要溶剂，节省溶剂回收所产生的能耗，提高涂布面密度一致性，同时解决了极片中溶剂残留问题。

Description

一种锂离子动力电池正极涂布的方法
技术领域
本发明涉及锂离子动力电池技术领域，尤其涉及一种锂离子动力电池正极涂布的方法。
背景技术
锂离子电池由于工作电压高、能量密度大、自放电率小、稳定环保等方面的优势，目前在数码产品电源、汽车动力电池以及大型储能电池等方面扮演者及其重要的角色。在锂电池制作过程中，涂布是关键的一步，关系到电池的性能，容量一致性等。
目前，正极合浆往往采用溶剂合浆，合出的浆料涂布后需要消耗大量能源将浆料中的溶剂去除回收，而且在此过程中还会有大量溶剂挥发出来，而大部分溶剂是对人体有害的。此外在烘烤过程中还存在溶剂残留问题，残留在极片中的溶剂对电池电性能影响较大，降低电池的循环性能。同时浆料涂布还存在面密度难以控制的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子动力电池正极涂布的方法，采用粉料进行直接涂布，而不需要溶剂，节省溶剂回收所产生的能耗，提高涂布面密度一致性，同时解决了极片中溶剂残留问题。
本发明提出的一种锂离子动力电池正极涂布的方法，将干混粉料进行热涂布于箔材表面得到锂离子动力电池正极。
优选地，干混粉料采用如下工艺制备：将磷酸铁锂搅拌，再加入导电剂搅拌均匀，接着加入磷酸铁锂进行搅拌，然后加入粘结剂搅拌均匀得到干混粉料，使磷酸铁锂和导电剂表面均可覆盖一层粘结剂。
优选地，干混粉料采用如下工艺制备：将磷酸铁锂搅拌8-12min，再加入导电剂搅拌0.8-1.2h，接着加入磷酸铁锂进行搅拌0.8-1.2h，然后加入粘结剂搅拌2.8-3.2h得到干混粉料。
优选地，采用双螺杆混合机进行搅拌。双螺杆混合机混合速度快，颗粒均匀度高。
优选地，粘结剂为粒径为10-50μm、软化温度为100-150℃的聚偏氟乙烯颗粒。
优选地，热涂布具体操作如下：将干混粉料经粉料流量计进入粉料预热腔进行预软化，然后经粉料喷枪将预软化粉料喷于箔材表面，再经热辊压制得到锂离子动力电池正极。
粉料喷枪使干混粉料带有负电荷，而箔材作为金属材料带有正电荷，使干混粉料经粉料喷枪喷射后吸附在箔材表面。
优选地，粉料预热腔中持续搅拌，粉料预热腔温度为98-102℃。可有效避免粘结剂在预软化过程中产生粉料团聚现象，确保粉料均匀分散。
优选地，热辊采用油浴加热方式，热辊的表面温度为100-150℃。
本发明将粉料通过静电喷涂的方式直接涂布于箔材便面，无需溶剂，节省对溶剂回收所产生的能耗，大幅降低了成本，同时解决正极极片中溶剂残留问题，而且本发明易于控制正极极片面密度，均一性极高。
附图说明
图1为本发明热涂布操作示意图，其中1为粉料流量计，2为粉料预热腔，3为粉料喷枪，4为热辊，5为箔材，6为锂离子动力电池正极。
图2为本发明实施例5所得锂离子动力电池正极的电镜扫描图。
图3为本发明实施例5所得锂离子动力电池正极的面密度控制图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种锂离子动力电池正极涂布的方法，将干混粉料进行热涂布于箔材表面得到锂离子动力电池正极。
实施例2
一种锂离子动力电池正极涂布的方法，包括如下步骤：
将磷酸铁锂搅拌，再加入导电剂搅拌均匀，接着加入磷酸铁锂进行搅拌，然后加入粘结剂搅拌均匀得到干混粉料；
将干混粉料经粉料流量计进入粉料预热腔进行预软化，然后经粉料喷枪将预软化粉料喷于箔材表面，再经热辊压制得到锂离子动力电池正极。
实施例3
一种锂离子动力电池正极涂布的方法，包括如下步骤：
将磷酸铁锂搅拌12min，再加入导电剂搅拌0.8h，接着加入磷酸铁锂进行搅拌1.2h，然后加入粘结剂搅拌2.8h得到干混粉料；
将干混粉料经粉料流量计进入粉料预热腔进行预软化，粉料预热腔中持续搅拌，粉料预热腔温度为102℃，然后经粉料喷枪将预软化粉料喷于箔材表面，再经热辊压制得到锂离子动力电池正极，其中热辊采用油浴加热方式，热辊的表面温度为100-150℃。
实施例4
一种锂离子动力电池正极涂布的方法，包括如下步骤：
采用双螺杆混合机将磷酸铁锂双螺杆搅拌8min，再加入导电剂搅拌1.2h，接着加入磷酸铁锂进行搅拌0.8h，然后加入粒径为50μm、软化温度为100-150℃的聚偏氟乙烯颗粒搅拌2.8h得到干混粉料；
将干混粉料经粉料流量计进入粉料预热腔进行预软化，粉料预热腔中持续搅拌，粉料预热腔温度为102℃，然后经粉料喷枪将预软化粉料喷于箔材表面，再经热辊压制得到锂离子动力电池正极，其中热辊采用油浴加热方式，热辊的表面温度为100-150℃。
实施例5
一种锂离子动力电池正极涂布的方法，包括如下步骤：
采用双螺杆混合机将45.25g磷酸铁锂双螺杆搅拌10min，再加入3.8g超导石墨SP和0.8g石墨粉KS-6搅拌1h，接着加入45.25g磷酸铁锂进行搅拌1h，然后加入8g粒径为10-50μm、软化温度为100-150℃的聚偏氟乙烯颗粒搅拌3h得到干混粉料；
将干混粉料经粉料流量计进入粉料预热腔进行预软化，粉料预热腔中持续搅拌，粉料预热腔温度为100℃，然后经粉料喷枪将预软化粉料喷于箔材表面，涂布面密度为356±2g/m2，再经热辊压制得到锂离子动力电池正极，其中热辊采用油浴加热方式，热辊的表面温度为100-150℃。
将实施例5所得锂离子动力电池正极进行电镜扫描，如图1所示，可见其中颗粒分布均匀，均一性极高。
将实施例5所得锂离子动力电池正极进行剥离强度测试，其结果如下：
Figure BDA0001365697310000041
Figure BDA0001365697310000051
由上表可知：本发明所得锂离子动力电池正极的剥离强度≥300N/m，适于锂离子动力电池正极的使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锂离子动力电池正极涂布的方法，其特征在于，将干混粉料进行热涂布于箔材表面得到锂离子动力电池正极；
其中，干混粉料采用如下工艺制备：将磷酸铁锂搅拌，再加入导电剂搅拌均匀，接着加入磷酸铁锂进行搅拌，然后加入粘结剂搅拌均匀得到干混粉料；
其中，热涂布具体操作如下：将干混粉料经粉料流量计进入粉料预热腔进行预软化，然后经粉料喷枪将预软化粉料喷于箔材表面，再经热辊压制得到锂离子动力电池正极。
2.根据权利要求1所述锂离子动力电池正极涂布的方法，其特征在于，干混粉料采用如下工艺制备：将磷酸铁锂搅拌8-12min，再加入导电剂搅拌0.8-1.2h，接着加入磷酸铁锂进行搅拌0.8-1.2h，然后加入粘结剂搅拌2.8-3.2h得到干混粉料。
3.根据权利要求2所述锂离子动力电池正极涂布的方法，其特征在于，采用双螺杆混合机进行搅拌。
4.根据权利要求1-3任一项所述锂离子动力电池正极涂布的方法，其特征在于，粘结剂为粒径为10-50μm、软化温度为100-150℃的聚偏氟乙烯颗粒。
5.根据权利要求1所述锂离子动力电池正极涂布的方法，其特征在于，粉料预热腔中持续搅拌，粉料预热腔温度为98-102℃。
6.根据权利要求1或5所述锂离子动力电池正极涂布的方法，其特征在于，热辊采用油浴加热方式，热辊的表面温度为100-150℃。
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