CN107681117A - 一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片，包括正/负极集流体，涂布于所述正/负极集流体表面上的正/负极活性物质涂层和正/负极陶瓷浆料涂层，所述正/负极陶瓷浆料涂层涂布于正/负极活性物质涂层的侧部。本发明还公开了上述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺。本发明在正/负极片活性物质涂层侧部涂布正/负极陶瓷浆料，降低了激光切割极耳过程中产生毛刺的概率，同时阻止产生的毛刺刺穿或者划破隔膜，减小电池内部短路率，提高锂离子电池使用时的安全性能。

Description

一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片及其制备工艺
技术领域
本发明涉及锂离子电池制造技术领域，具体涉及一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片及其制备工艺。
背景技术
目前，在现有的锂离子电池制造技术中，正/负极片常以铝箔或涂炭铝箔或铜箔为集流体，采用转移涂布或者喷涂的方式将正/负极浆料涂覆在集流体上，然后烘干、激光切极耳制备出正/负极极片。这种方法在激光切割极耳过程中容易产生毛刺，使极片在卷绕组装过程中易刺穿或者划破隔膜造成电池内部短路，使得组装工序的不良率大大增加。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片及其制备工艺，本发明在正/负极片活性物质涂层侧部涂布正/负极陶瓷浆料，降低了激光切割极耳过程中产生毛刺的概率，同时阻止产生的毛刺刺穿或者划破隔膜，减小电池内部短路率，提高锂离子电池使用时的安全性能。
本发明提出的一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片，包括正/负极集流体，涂布于所述正/负极集流体表面上的正/负极活性物质涂层和正/负极陶瓷浆料涂层，所述正/负极陶瓷浆料涂层涂布于正/负极活性物质涂层的侧部。
优选地，所述正/负极陶瓷浆料涂层的宽度为2-6mm。
优选地，所述正极陶瓷浆料包括以下按重量份组成的原料：纳米级氧化铝40-50份，第一粘结剂5-10份，第一溶剂40-60份。
优选地，第一粘结剂为聚偏氟乙烯。
优选地，第一溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮。
优选地，所述负极陶瓷浆料包括以下按重量份组成的原料：纳米级氧化铝40-50份，第二粘结剂5-10份，分散剂0.1-10份，第二溶剂40-60份。
优选地，第二粘结剂选自羧甲基纤维素钠和聚苯乙烯丁二烯中的至少一种。
优选地，分散剂为甲基苯磺酸钠。
优选地，第二溶剂为水。
本发明还提供一种所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺，所述工艺包括下述步骤：
S1、将正/负极活性物质涂布于正/负极集流体的表面上；
S2、将正/负极陶瓷浆料涂布于正/负极活性物质涂层的侧部，烘干，得锂离子电池正/负极极片。
优选地，步骤1中，采用辊涂的方式将正/负极活性物质涂布于正/负极集流体的表面上。
优选地，步骤2中，采用钢管挤压涂布的方式将正/负极陶瓷浆料涂布于正/负极活性物质涂层的侧部。
优选地，所述钢管的内径为2-6mm。
优选地，步骤2中，在将正极陶瓷浆料涂布于正极活性物质涂层的侧部的操作中，烘干的温度为100-120℃。
优选地，步骤2中，在将负极陶瓷浆料涂布于负极活性物质涂层的侧部的操作中，烘干的温度为80-95℃。
上述正极陶瓷浆料的制备方法为：按所述重量份依次将纳米级氧化铝、第一粘结剂、第一溶剂投入高速分散和浆机中，混合均匀即可。
上述负极陶瓷浆料的制备方法为：按所述重量份依次将纳米级氧化铝、第二粘结剂、分散剂、第二溶剂投入高速分散和浆机中，混合均匀即可。
本发明在正/负极片活性物质涂层侧部涂布正/负极陶瓷浆料，由于陶瓷具有抗电解液腐蚀及柔软性能，降低了激光切割极耳过程中产生毛刺的概率，同时阻止产生的毛刺刺穿或者划破隔膜，减小了电池内部短路率，提高了锂离子电池使用时的安全性能。
附图说明
图1为本发明锂离子电池正极极片示意图。
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
一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片，包括正/负极集流体，涂布于所述正/负极集流体表面上的正/负极活性物质涂层和正/负极陶瓷浆料涂层，所述正/负极陶瓷浆料涂层涂布于正/负极活性物质涂层的侧部。
所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺包括下述步骤：
S1、将正/负极活性物质涂布于正/负极集流体的表面上；
S2、将正/负极陶瓷浆料涂布于正/负极活性物质涂层的侧部，烘干，得锂离子电池正/负极极片。
实施例2
一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片，包括正/负极集流体，涂布于所述正/负极集流体表面上的正/负极活性物质涂层和正/负极陶瓷浆料涂层，所述正/负极陶瓷浆料涂层涂布于正/负极活性物质涂层的侧部；
其中，所述正/负极陶瓷浆料涂层的宽度为3mm。
所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺包括下述步骤：
S1、将正/负极活性物质涂布于正/负极集流体的表面上；
S2、将正/负极陶瓷浆料涂布于正/负极活性物质涂层的侧部，烘干，得锂离子电池正/负极极片；
其中，步骤1中，采用辊涂的方式将正/负极活性物质涂布于正/负极集流体的表面上。
实施例3
一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片，包括正/负极集流体，涂布于所述正/负极集流体表面上的正/负极活性物质涂层和正/负极陶瓷浆料涂层，所述正/负极陶瓷浆料涂层涂布于正/负极活性物质涂层的侧部；
其中，所述正/负极陶瓷浆料涂层的宽度为6mm；
所述正极陶瓷浆料包括以下按重量份组成的原料：纳米级氧化铝40份，第一粘结剂10份，第一溶剂60份；
所述负极陶瓷浆料包括以下按重量份组成的原料：纳米级氧化铝40份，第二粘结剂10份，分散剂0.1份，第二溶剂60份；
第二粘结剂为聚苯乙烯丁二烯。
所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺包括下述步骤：
S1、将正/负极活性物质涂布于正/负极集流体的表面上；
S2、将正/负极陶瓷浆料涂布于正/负极活性物质涂层的侧部，烘干，得锂离子电池正/负极极片；
其中，步骤1中，采用辊涂的方式将正/负极活性物质涂布于正/负极集流体的表面上；
步骤2中，采用钢管挤压涂布的方式将正/负极陶瓷浆料涂布于正/负极活性物质涂层的侧部；
所述钢管的内径为6mm；
步骤2中，在将正极陶瓷浆料涂布于正极活性物质涂层的侧部的操作中，烘干的温度为100℃；
步骤2中，在将负极陶瓷浆料涂布于负极活性物质涂层的侧部的操作中，烘干的温度为95℃。
实施例4
一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片，包括正/负极集流体，涂布于所述正/负极集流体表面上的正/负极活性物质涂层和正/负极陶瓷浆料涂层，所述正/负极陶瓷浆料涂层涂布于正/负极活性物质涂层的侧部；
其中，所述正/负极陶瓷浆料涂层的宽度为2mm；
所述正极陶瓷浆料包括以下按重量份组成的原料：纳米级氧化铝50份，第一粘结剂5份，第一溶剂40份；
所述负极陶瓷浆料包括以下按重量份组成的原料：纳米级氧化铝50份，第二粘结剂5份，分散剂10份，第二溶剂40份；
第二粘结剂为羧甲基纤维素钠；
分散剂为甲基苯磺酸钠；
第二溶剂为水。
所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺包括下述步骤：
S1、将正/负极活性物质涂布于正/负极集流体的表面上；
S2、将正/负极陶瓷浆料涂布于正/负极活性物质涂层的侧部，烘干，得锂离子电池正/负极极片；
其中，步骤1中，采用辊涂的方式将正/负极活性物质涂布于正/负极集流体的表面上；
步骤2中，采用钢管挤压涂布的方式将正/负极陶瓷浆料涂布于正/负极活性物质涂层的侧部；
所述钢管的内径为2mm；
步骤2中，在将正极陶瓷浆料涂布于正极活性物质涂层的侧部的操作中，烘干的温度为120℃。
步骤2中，在将负极陶瓷浆料涂布于负极活性物质涂层的侧部的操作中，烘干的温度为80℃。
实施例5
一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片，包括正极集流体，涂布于所述正极集流体表面上的正极活性物质涂层和正极陶瓷浆料涂层，所述正极陶瓷浆料涂层涂布于正极活性物质涂层的侧部；
其中，所述正极陶瓷浆料涂层的宽度为4mm；
所述正极陶瓷浆料包括以下按重量份组成的原料：纳米级氧化铝42份，第一粘结剂8份，第一溶剂47份；
第一粘结剂为聚偏氟乙烯；
第一溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮。
所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺包括下述步骤：
S1、将正极活性物质涂布于正极集流体一面的表面上；
S2、将正极陶瓷浆料涂布于正极活性物质涂层的侧部，采用同样的方式涂布另一面，烘干，得锂离子电池正极极片；
其中，步骤1中，采用辊涂的方式将正极活性物质涂布于正极集流体的表面上；
步骤2中，采用钢管挤压涂布的方式将正极陶瓷浆料涂布于正极活性物质涂层的侧部；
所述钢管的内径为4mm；
步骤2中，烘干的温度为115℃。
参照图1，所述锂离子电池正极极片包括正极集流体A(D)，正极活性物质涂层C，以及陶瓷浆料涂层B。
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 (9)

1.一种涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片，包括正/负极集流体，涂布于所述正/负极集流体表面上的正/负极活性物质涂层和正/负极陶瓷浆料涂层，其特征在于，所述正/负极陶瓷浆料涂层涂布于正/负极活性物质涂层的侧部。
2.根据权利要求1所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片，其特征在于，所述正/负极陶瓷浆料涂层的宽度为2-6mm。
3.根据权利要求1或2所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片，其特征在于，所述正极陶瓷浆料包括以下按重量份组成的原料：纳米级氧化铝40-50份，第一粘结剂5-10份，第一溶剂40-60份；优选地，第一粘结剂为聚偏氟乙烯；优选地，第一溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮。
4.根据权利要求1或2所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片，其特征在于，所述负极陶瓷浆料包括以下按重量份组成的原料：纳米级氧化铝40-50份，第二粘结剂5-10份，分散剂0.1-10份，第二溶剂40-60份；优选地，第二粘结剂选自羧甲基纤维素钠和聚苯乙烯丁二烯中的至少一种；优选地，分散剂为甲基苯磺酸钠；优选地，第二溶剂为水。
5.基于权利要求1-4任一项所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺，其特征在于，所述工艺包括下述步骤：
S1、将正/负极活性物质涂布于正/负极集流体的表面上；
S2、将正/负极陶瓷浆料涂布于正/负极活性物质涂层的侧部，烘干，得锂离子电池正/负极极片。
6.根据权利要求5所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺，其特征在于，步骤1中，采用辊涂的方式将正/负极活性物质涂布于正/负极集流体的表面上。
7.根据权利要求5或6所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺，其特征在于，步骤2中，采用钢管挤压涂布的方式将正/负极陶瓷浆料涂布于正/负极活性物质涂层的侧部；优选地，所述钢管的内径为2-6mm。
8.根据权利要求5-7任一项所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺，其特征在于，步骤2中，在将正极陶瓷浆料涂布于正极活性物质涂层的侧部的操作中，烘干的温度为100-120℃。
9.根据权利要求7所述涂有陶瓷浆料的锂离子电池极片的制备工艺，其特征在于，步骤2中，在将负极陶瓷浆料涂布于负极活性物质涂层的侧部的操作中，烘干的温度为80-95℃。
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