CN109360940B - 一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法 - Google Patents

一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法，包括以下步骤：S1：在PET膜上添加聚合物单体，经高温聚合形成改性PET膜；S2：采用带有凸点的胶辊在改性PET膜上滚压，从而使改性PET膜表面形成微孔结构；S3：将微孔箔材粘附在改性PET膜上；S4：涂布，在微孔箔材未粘改性PET膜的一面涂电极材料；S5：将改性PET膜撕下；S6：在微孔箔材撕下改性PET膜后的一面涂电极材料。本发明解决了微孔箔材的漏料问题，同时不影响极片厚度，而且有利于箔材微孔中气体的排出，不影响涂布外观。提升了活性物质与集流体之间的附着力，减少界面电阻，从而降低电池内阻；而且正负极片的均一性得到改善，提高所述电芯的电化学性能。本发明应用于锂电池技术领域。

Description

一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法。
背景技术
新型能源是国家层面的重点发展方向，锂离子电池作为一种新型能源，自从上世纪90年代初，成功研制以来，以其容量高、循环寿命长、对环境污染少、可安全快速充放电等优势而倍受人们关注。
锂离子电池中，铜箔一般用作负极集流体，在铜箔表面涂布负极材料，形成负极；铝箔一般用作正极集流体，在铝箔表面涂布正极材料，形成正极；在正极集流体或负极集流体上涂覆活性物质后，正极与负极经叠片工序形成锂离子电池。为提升锂离子电池的能量密度，降低铜箔、铝箔的重量，即制作微孔铜箔、微孔铝箔，成了一种颇受欢迎的方法。现有的微孔铜箔、微孔铝箔是一种表面具有微孔的片状材料。
公开号为“201410202747.5”的专利文件公开了一种微孔箔材的涂布方法，能在涂布时防止漏料，但增加了极片重量，不利于锂离子电池的能量密度的提升，而且增加了极片厚度，影响电芯的装配入壳。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法，解决了微孔箔材的漏料问题，同时不影响极片厚度，而且有利于箔材微孔中气体的排出，不影响涂布外观。
为实现上述目的，本发明提出了一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法，包括以下步骤：
S1：在PET膜上添加聚合物单体，经高温聚合形成改性PET膜；
S2：采用带有凸点的胶辊在改性PET膜上滚压，从而使改性PET膜表面形成微孔结构；
S3：将微孔箔材粘附在改性PET膜上；
S4：涂布，在微孔箔材未粘改性PET膜的一面涂电极材料；
S5：将改性PET膜撕下；
S6：在微孔箔材撕下改性PET膜后的一面涂电极材料。
进一步改进的，所述凸点为菱形。
进一步改进的，在步骤S2中，所述聚合物单体为氯乙烯。
进一步改进的，所述聚合物单体的添加质量占改性PET膜质量的比重为10％～20％。
进一步改进的，步骤S3中，可以采用直接粘附或通过中间媒介的方式将将微孔箔材粘附在PET膜上。
进一步改进的，所述PET膜宽度：220mm～520mm，厚度：0.04mm～0.08mm。
进一步改进的，步骤S2中还可以通过平铺或压孔的方式使改性PET膜表面形成微孔结构。
进一步改进的，所述微孔箔材分为微孔铜箔和微孔铝箔，所述微孔铜箔对应的电极材料为负极材料，所述微孔铝箔对应的电极材料为正极材料。
进一步改进的，所述微孔铝箔宽度：200mm～500mm，厚度：12μm～20μm，微孔孔径：0.2mm～0.5mm，孔间距：0.5mm～1.2mm，开孔率：15％～45％。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果：
1.由于微孔箔材粘附在改性PET膜上，且该改性PET膜的微孔结构孔径极小，可以确保涂布时不会漏料。在涂布过烤箱时(一般来说，涂布机的烤箱温度大于80℃)。箔材微孔中存留的气体受热经改性PET膜的微孔结构逸出，所以极片表面不会形成气泡，即不影响涂布外观。
2.只需在单面涂布完成时，采用垂直微孔箔材方向的力，缓慢匀速将改性PET膜撕下即可。由于箔材微孔在单面涂布时已被电极材料填平，所以箔材微孔中已经没有存留气体，在双面涂布时表面也不会形成气泡。
3.本发明解决了微孔箔材的漏料问题，同时不影响极片厚度，而且有利于箔材微孔中气体的排出，不影响涂布外观。提升了活性物质与集流体之间的附着力，减少界面电阻，从而降低电池内阻；而且正负极片的均一性得到改善，提高所述电芯的电化学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为改性PET结构示意图；
图3为图2中标识部分局部放大图。
在附图中：1、氯乙烯链；2、菱形微孔；3、PET膜；4、微孔箔材；5、电极材料；6、PET膜局部结构；7、箔材微孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个以上，例如三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1至图3，一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法，包括以下步骤：
S1：在PET膜3上添加聚合物单体，经高温聚合形成改性PET膜3；PET膜是耐高温聚酯薄膜的简称。聚合物单体的作用是可以使改性PET膜上形成聚合物链。
S2：采用带有凸点的胶辊在改性PET膜3上滚压，从而使改性PET膜3表面形成微孔结构；
S3：将微孔箔材4粘附在改性PET膜3上；微孔箔材4表面具有若干箔材微孔7。
S4：涂布，在微孔箔材4未粘改性PET膜3的一面涂电极材料5；
S5：将改性PET膜3撕下；
S6：在微孔箔材4撕下改性PET膜3后的一面涂电极材料5。
在本实施例中，凸点为菱形，也可以为其他的形状。在胶辊的作用下，改性PET膜在表面形成了若干菱形微孔2。步骤S2中还可以通过平铺或压孔的方式使改性PET膜3表面形成微孔结构。如可以采用一种压板，压板上设有若干垂直于压板板面的压杆，该压杆的径向截面为菱形或其他相适应的形状，通过压板使压杆在改性PET膜上形成微孔结构。
在步骤S2中，聚合物单体为氯乙烯。在本实施例中，聚合物单体为氯乙烯。PET膜有多个聚氯乙烯链1，聚氯乙烯链1广泛分布，与菱形微孔2相连。
聚氯乙烯分子中含有大量的氯原子，分子极性较大，分子间作用力较强，大分子的敛集程度高，链间距离2.8×10-10m，远较聚乙烯的敛集程度(4.3×10-10m)小，所以聚氯乙烯的拉伸强度较高，聚氯乙烯链1并不会断裂。聚氯乙烯链1广泛分布，且与菱形微孔2穿插相连，在一定程度上缩小了菱形微孔2孔径。
聚合物单体的添加质量占改性PET膜3质量的比重为10％～20％。
步骤S3中，可以采用直接粘附或通过中间媒介的方式将将微孔箔材4粘附在PET膜3上。具体地，中间媒介的方式可以采用胶水粘贴。
PET膜3宽度：220mm～520mm，厚度：0.04mm～0.08mm。
微孔箔材4分为微孔铜箔和微孔铝箔，微孔铜箔对应的电极材料5为负极材料，微孔铝箔对应的电极材料5为正极材料。微孔铝箔宽度：200mm～500mm，厚度：12μm～20μm，箔材微孔7的孔径：0.2mm～0.5mm，箔材微孔7的孔间距：0.5mm～1.2mm，开孔率：15％～45％。开孔率是指箔材微孔7的总面积占微孔箔材4面积的比重。
在本实施例中，正极材料公开了三种组合方式：
正极材料1:三元(镍钴锰酸锂)、导电剂、粘结剂、溶剂。
正极材料2:磷酸铁锂锂、导电剂、粘结剂、溶剂。
正极材料3:钴酸锂、导电剂、粘结剂、溶剂。
负极材料为:石墨、导电剂、粘结剂、溶剂。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种锂电池极片微孔箔材的涂布方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在PET膜(3)上添加聚合物单体，经高温聚合形成改性PET膜(3)；
S2：采用带有凸点的胶辊在改性PET膜(3)上滚压，从而使改性PET膜(3)表面形成微孔结构；
S3：将微孔箔材(4)粘附在改性PET膜(3)上；
S4：涂布，在微孔箔材(4)未粘改性PET膜(3)的一面涂电极材料(5)；
S5：将改性PET膜(3)撕下；
S6：在微孔箔材(4)撕下改性PET膜(3)后的一面涂电极材料(5)；
所述聚合物单体为氯乙烯。
2.根据权利要求1所述的锂电池极片微孔箔材的涂布方法，其特征在于：所述凸点为菱形。
3.根据权利要求1所述的锂电池极片微孔箔材的涂布方法，其特征在于：所述聚合物单体的添加质量占改性PET膜(3)质量的比重为10％～20％。
4.根据权利要求1所述的锂电池极片微孔箔材的涂布方法，其特征在于：步骤S3中，可以采用直接粘附或通过中间媒介的方式将将微孔箔材(4)粘附在PET膜(3)上。
5.根据权利要求1所述的锂电池极片微孔箔材的涂布方法，其特征在于：所述PET膜(3)宽度：220mm～520mm，厚度：0.04mm～0.08mm。
6.根据权利要求1所述的锂电池极片微孔箔材的涂布方法，其特征在于：步骤S2中还可以通过平铺或压孔的方式使改性PET膜(3)表面形成微孔结构。
7.根据权利要求1至6任一项所述的锂电池极片微孔箔材的涂布方法，其特征在于：所述微孔箔材(4)分为微孔铜箔和微孔铝箔，所述微孔铜箔对应的电极材料(5)为负极材料，所述微孔铝箔对应的电极材料(5)为正极材料。
8.根据权利要求7所述的锂电池极片微孔箔材的涂布方法，其特征在于：所述微孔铝箔宽度：200mm～500mm，厚度：12μm～20μm，微孔孔径：0.2mm～0.5mm，孔间距：0.5mm～1.2mm，开孔率：15％～45％。
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