CN108365269A - 一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,其特征在于:将准备好的正极片和负极片固定在涂布机上,待用;将制备好的电解质浆料倾倒在涂布机料槽中;启动涂布机,调节涂布机的速度,使之以50mm/s‑2000mm/s的速度分别将电解质浆料涂覆在正极片和负极片的表面,通过调节刮刀高度来调节涂布高度,涂布高度范围为50μm‑400μm;调节烘箱温度在60℃‑150℃,对湿法涂覆后的正极片和负极片进行烘烤;最后通过收卷辊对涂覆干燥的正极片和负极片极片进行收卷,然后按照需求尺寸对极片进行分切,待用。优点是:采用湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,使得电解质膜涂覆极片可实现大规模批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及新能源锂电池领域,尤其涉及了一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展,锂离子电池开始扮演越来越重要的角色。但近些年曝出的一系列锂离子电池爆炸的新闻,使得锂离子电池的安全性能备受关注。锂离子电池潜在的安全隐患主要源于目前所采用的有机电解液,当电池短路或温度过高时都有可能引起电池的燃烧甚至爆炸,同时当前锂电池能量密度相对较低,人们迫切希望开发出高能量密度、安全性好的的锂离子电池。而全固态锂电池具有能量密度高、安全性高等优点,可以很好的解决上述问题。
全固态锂离子电池简单来说就是指电池结构中所有组分都是以固态形式存在,包括正极、电解质、负极,商业化的锂离子电池则是液态锂离子电池,即电解液是液态溶液。全固态锂电池具体来说就是把传统锂离子电池的电解液和隔膜替换为固态电解质,负极可采用石墨,硅碳及锂金属。
当前全固态锂离子电池存在电极材料与固态电解质界面阻抗高的问题,界面阻抗高会对电池的循环、倍率等性能造成不良影响,要解决该问题,除需要研究开发新型的固态电解质及新型的正负极材料之外,还需研究通过相关设备制备电解质膜,以进一步提升全固态锂离子电池的电化学性能。本发明可以很好的解决电解质与正负极间界面阻抗过高的问题。
因此,需要寻求一种新的技术来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是:针对上述不足,提供一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,步骤一:将准备好的正极片和负极片固定在涂布机上,待用;
步骤二:将制备好的电解质浆料倾倒在涂布机料槽中;
步骤三:启动涂布机,调节涂布机的速度,使之以50mm/s-2000mm/s的速度分别将电解质浆料涂覆在正极片和负极片的表面,通过调节刮刀高度来调节涂布高度,涂布高度范围为50μm-400μm;
步骤四:调节烘箱温度在60℃-150℃,对湿法涂覆后的正极片和负极片进行烘烤;
步骤五:最后通过收卷辊对涂覆干燥的正极片和负极片极片进行收卷,然后按照需求尺寸对极片进行分切,待用。
所述电解质浆料为聚合物及其复合电解质、氧化物系电解质、硫化物电解质、氮化物系电解质、有机无机复合电解质以及其它可用于固态电池中的电解质。
所述聚合物及其复合电解质为PEO、PAN、PMMA、PVC或者PVDF与锂盐、无机填料进行混合。
所述氧化物系电解质为锆酸镧锂、钛酸镧锂、锆钽酸镧锂、LiTi2(PO4)3、Li14Zn(GeO4)4)。
所述硫化物电解质为LiSnPS、LiGePS、LiSiPS、thio-LISICON及其它硫化物电解质。
所述氮化物系电解质为LiPON、Li3N。。
所述正极极片包括三元正极、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、钴酸锂。
所述负极极片包括石墨、钛酸锂、硅碳。
其中,正极极片包括商业正极极片、自制的正极极片、复合正极极片。
负极极片也包括商业负极极片、自制的负极极片、复合负极极片。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:采用湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,使得电解质膜涂覆极片可实现大规模批量生产。
附图说明
图1为组装的三元正极电池充放电曲线;
图2为湿法涂覆电解质膜用涂布机。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
实施例一:
一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,步骤一:将准备好的正极片和负极片固定在涂布机上,待用;
步骤二:将制备好的电解质浆料倾倒在涂布机料槽中;
步骤三:启动涂布机,调节涂布机的速度,使之以50mm/s的速度分别将电解质浆料涂覆在正极片和负极片的表面,通过调节刮刀高度来调节涂布高度,涂布高度范围为50μm;
步骤四:调节烘箱温度在60℃,对湿法涂覆后的正极片和负极片进行烘烤;
步骤五:最后通过收卷辊对涂覆干燥的正极片和负极片极片进行收卷,然后按照需求尺寸对极片进行分切,待用。
所述电解质浆料为PEO基电解质。
所述正极极片为三元正极。
所述负极极片为石墨。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:采用湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,使得电解质膜涂覆极片可实现大规模批量生产。
实施例二:
一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,步骤一:将准备好的正极片和负极片固定在涂布机上,待用;
步骤二:将制备好的电解质浆料倾倒在涂布机料槽中;
步骤三:启动涂布机,调节涂布机的速度,使之以200mm/s的速度分别将电解质浆料涂覆在正极片和负极片的表面,通过调节刮刀高度来调节涂布高度,涂布高度范围为200μm;
步骤四:调节烘箱温度在105℃,对湿法涂覆后的正极片和负极片进行烘烤;
步骤五:最后通过收卷辊对涂覆干燥的正极片和负极片极片进行收卷,然后按照需求尺寸对极片进行分切,待用。
所述电解质浆料为聚合物及其复合电解质、氧化物系电解质、硫化物电解质、氮化物系电解质、有机无机复合电解质以及其它可用于固态电池中的电解质。
所述聚合物及其复合电解质为PMMA基电解质。
所述正极极片为磷酸铁锂。
所述负极极片为钛酸锂。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:采用湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,使得电解质膜涂覆极片可实现大规模批量生产。
实施例三:
一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,步骤一:将准备好的正极片和负极片固定在涂布机上,待用;
步骤二:将制备好的电解质浆料倾倒在涂布机料槽中;
步骤三:启动涂布机,调节涂布机的速度,使之以300mm/s的速度分别将电解质浆料涂覆在正极片和负极片的表面,通过调节刮刀高度来调节涂布高度,涂布高度范围为100μm;
步骤四:调节烘箱温度在95℃,对湿法涂覆后的正极片和负极片进行烘烤;
步骤五:最后通过收卷辊对涂覆干燥的正极片和负极片极片进行收卷,然后按照需求尺寸对极片进行分切,待用。
所述电解质浆料为聚合物及其复合电解质、氧化物系电解质、硫化物电解质、氮化物系电解质、有机无机复合电解质以及其它可用于固态电池中的电解质。
所述氧化物系电解质为锆酸镧锂。
所述正极极片为磷酸锰铁锂。
所述负极极片为硅碳。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:采用湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,使得电解质膜涂覆极片可实现大规模批量生产。
实施例四:
一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,步骤一:将准备好的正极片和负极片固定在涂布机上,待用;
步骤二:将制备好的电解质浆料倾倒在涂布机料槽中;
步骤三:启动涂布机,调节涂布机的速度,使之以500mm/s的速度分别将电解质浆料涂覆在正极片和负极片的表面,通过调节刮刀高度来调节涂布高度,涂布高度范围为50μm;
步骤四:调节烘箱温度在70℃,对湿法涂覆后的正极片和负极片进行烘烤;
步骤五:最后通过收卷辊对涂覆干燥的正极片和负极片极片进行收卷,然后按照需求尺寸对极片进行分切,待用。
所述电解质浆料为聚合物及其复合电解质、氧化物系电解质、硫化物电解质、氮化物系电解质、有机无机复合电解质以及其它可用于固态电池中的电解质。
所述硫化物电解质为LiGePS。
所述正极极片为磷酸锰铁锂。
所述负极极片为硅碳。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:采用湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,使得电解质膜涂覆极片可实现大规模批量生产。
实施例五:
一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,步骤一:将准备好的正极片和负极片固定在涂布机上,待用;
步骤二:将制备好的电解质浆料倾倒在涂布机料槽中;
步骤三:启动涂布机,调节涂布机的速度,使之以1000mm/s的速度分别将电解质浆料涂覆在正极片和负极片的表面,通过调节刮刀高度来调节涂布高度,涂布高度范围为300μm;
步骤四:调节烘箱温度在130℃,对湿法涂覆后的正极片和负极片进行烘烤;
步骤五:最后通过收卷辊对涂覆干燥的正极片和负极片极片进行收卷,然后按照需求尺寸对极片进行分切,待用。
所述电解质浆料为聚合物及其复合电解质、氧化物系电解质、硫化物电解质、氮化物系电解质、有机无机复合电解质以及其它可用于固态电池中的电解质。
所述氮化物系电解质为LiPON。
所述正极极片为钴酸锂。
所述负极极片为石墨。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:采用湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,使得电解质膜涂覆极片可实现大规模批量生产。
实施例六:
一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,步骤一:将准备好的正极片和负极片固定在涂布机上,待用;
步骤二:将制备好的电解质浆料倾倒在涂布机料槽中;
步骤三:启动涂布机,调节涂布机的速度,使之以2000mm/s的速度分别将电解质浆料涂覆在正极片和负极片的表面,通过调节刮刀高度来调节涂布高度,涂布高度范围为400μm;
步骤四:调节烘箱温度在150℃,对湿法涂覆后的正极片和负极片进行烘烤;
步骤五:最后通过收卷辊对涂覆干燥的正极片和负极片极片进行收卷,然后按照需求尺寸对极片进行分切,待用。
所述电解质浆料为聚合物及其复合电解质、氧化物系电解质、硫化物电解质、氮化物系电解质、有机无机复合电解质以及其它可用于固态电池中的电解质。
所述氧化物系电解质为钛酸镧锂。
所述正极极片为磷酸锰铁锂。
所述负极极片为石墨。
与现有技术相比,本发明所达到的技术效果是:采用湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,使得电解质膜涂覆极片可实现大规模批量生产。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,其特征在于:步骤一:将准备好的正极片和负极片固定在涂布机上,待用;
步骤二:将制备好的电解质浆料倾倒在涂布机料槽中;
步骤三:启动涂布机,调节涂布机的速度,使之以50mm/s-2000mm/s的速度分别将电解质浆料涂覆在正极片和负极片的表面,通过调节刮刀高度来调节涂布高度,涂布高度范围为50μm-400μm;
步骤四:调节烘箱温度在60℃-150℃,对湿法涂覆后的正极片和负极片进行烘烤;
步骤五:最后通过收卷辊对涂覆干燥的正极片和负极片极片进行收卷,然后按照需求尺寸对极片进行分切,待用。
2.根据权利要求1所述的一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,其特征在于:所述电解质浆料为聚合物及其复合电解质、氧化物系电解质、硫化物电解质、氮化物系电解质、有机无机复合电解质以及其它可用于固态电池中的电解质。
3.根据权利要求2所述的一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,其特征在于:所述聚合物及其复合电解质为PEO、PAN、PMMA、PVC或者PVDF与锂盐、无机填料进行混合。
4.根据权利要求2所述的一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,其特征在于:所述氧化物系电解质为锆酸镧锂、钛酸镧锂、锆钽酸镧锂、LiTi2(PO4)3、Li14Zn(GeO4)4)。
5.根据权利要求2所述的一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,其特征在于:所述硫化物电解质为LiSnPS、LiGePS、LiSiPS、thio-LISICON及其它硫化物电解质。
6.根据权利要求2所述的一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,其特征在于:所述氮化物系电解质为LiPON、Li3N。
7.根据权利要求1所述的一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,其特征在于:所述正极极片包括三元正极、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、钴酸锂。
8.根据权利要求1所述的一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺,其特征在于:所述负极极片包括石墨、钛酸锂、硅碳。
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