CN111146401A - 电池极片的制备方法及电池 - Google Patents
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Abstract
一种电池极片的制备方法,包括以下步骤:将活性物质、导电剂、粘结剂和纯水进行混合制粒操作,得到电极颗粒;将所述电极颗粒和电极集流网进行辊压合膜操作,以制备得到电极压合片;将所述电极压合片进行烘烤操作,得到电池极片。如此,通过将各种组分进行混合制粒操作,得到电极颗粒,而不是制成常规的浆料,更有利于避免后续与集流体结合时造成的不均匀性,也能够提高孔隙率;而采用电极集流网与所述电极颗粒进行辊压合膜操作,能够使得电极颗粒卡嵌至电极集流网上,提高结合的牢靠度,避免出现脱粉问题,同时还能够减少粘结剂的使用,并且还大大提高了电池极片的放电性能。此外,本发明还提供了一种包括所述电池极片的电池。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,特别是涉及一种电池极片的制备方法及电池。
背景技术
通常在制备电极片时,是采用拉浆的方式,即将电极浆料涂覆在集流体上,再经过烘烤、精压和裁切而获得电极片。
然而,采用拉浆的方式存在以下缺点:(1)为避免粘结剂PTFE纤维化造成浆料成团,在制浆过程必须控制浆料温度,混料时间及搅拌速度,导致物料和粘结剂无法均匀混合,浆料均匀性差;(2)正极浆料粘度通常在≥60000mPa s,粘度大的浆料容易使得拉浆膜片的厚度一致性、均匀性差,甚至会有一定程度的分层;同时随着拉浆过程的进行,浆料粘度不断变大,还容易使得集流体前后段的厚度一致性差,甚至厚度差能超过0.20mm;过程可控性差。(3)浆料成膜片后,极片的面密度较低,用该方法做成的电池,容量偏低;(4)极片压实程度过大,颗粒内部孔隙被强制挤压变形,孔隙率过低以及孔隙分布不均匀,放电一致性差。(5)极片不同区域的放电深度不同,膨胀情况亦不相同,电池在放电过程中易发生因活性物质与集流体脱离(掉粉)导致的电池阻值变大,末期脉冲能力下降迅速;严重时可能会发生因局部掉粉导致的电池内部短路。(6)放电过程中活性物质利用率低。(7)制备电极片过程中的物料利用率低。
因此,尤其是针对电极片浆料在集流体上的不均匀性以及孔隙率过低,还有活性物质利用率过低,而造成电池的放电性能较差的问题有必要做进一步改进。然而,如果将电极片浆料改成粉粒,再压合到集流体上,容易造成粉粒与集流体无法附着牢靠,容易造成脱粉问题,也有的人在将粉粒压合到集流体之前,先在集流体上涂覆一层粘结剂,再将粉粒压合上去,然而这易因为电极片存在过多的粘结剂而增大电极片的电阻值,从而影响放电性能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种能够使得电极活性材料与集流体结合更加牢靠,不易脱粉,且无需使用大量粘结剂,并且能够提高电极活性材料在集流体上的均匀性和孔隙率,以及提高电池的活性物质利用率和放电性能的电池极片的制备方法及电池。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种电池极片的制备方法,包括以下步骤:
将活性物质、导电剂、粘结剂和纯水进行混合制粒操作,得到电极颗粒;
将所述电极颗粒和电极集流网进行辊压合膜操作,以制备得到电极压合片;
将所述电极压合片进行烘烤操作,得到电池极片。
在其中一个实施例中,所述混合制粒操作中,制粒机的线速度为4m/s~6m/s,混合制粒操作的时间为2min~5min。
在其中一个实施例中,所述电极颗粒的粒径为0.3mm~1.6mm。
在其中一个实施例中,所述电极集流网上开设有多个菱形孔洞,所述菱形孔洞的菱边长为1mm~2mm。
在其中一个实施例中,所述辊压合膜操作中,两辊之间的距离为0.4mm~0.5mm。
在其中一个实施例中,所述辊压合膜操作中,两辊之间的线压力为700N/cm~800N/cm。
在其中一个实施例中,所述电极压合片两侧分布的所述电颗粒含量比例为(1~3):1。
在其中一个实施例中,在将所述电极压合片进行烘烤操作中,烘烤温度为200℃~220℃。
在其中一个实施例中,在将所述电极压合片进行烘烤操作后,还进行精压、裁切和分条操作,以得到电池极片;其中,所述精压操作的压合次数为4~5次。
一种电池,包括上述电池极片的制备方法制备得到的电池极片。
上述电池极片的制备方法,包括以下步骤:将活性物质、导电剂、粘结剂和纯水进行混合制粒操作,得到电极颗粒;将所述电极颗粒和电极集流网进行辊压合膜操作,以制备得到电极压合片;将所述电极压合片进行烘烤操作,得到电池极片。如此,通过将各种组分进行混合制粒操作,得到电极颗粒,而不是制成常规的浆料,更有利于避免后续与集流体结合时造成的不均匀性,同时能够提高孔隙率;而采用电极集流网与所述电极颗粒进行辊压合膜操作,能够使得电极颗粒卡嵌至电极集流网上,提高结合的牢靠度,避免出现脱粉问题,同时还能够减少粘结剂的使用,并且还大大提高了电池极片的放电性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施例的电池极片的制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了更好地对上述电池极片的制备方法进行说明,以更好地理解上述电池极片的制备方法的构思。请参阅图1,一实施方式中,一种电池极片的制备方法,包括以下步骤:
S110、将活性物质、导电剂、粘结剂和纯水进行混合制粒操作,得到电极颗粒。
可以理解,电极材料的性能对锂离子电池的性能有着重要的影响,电极材料中各组分分散越均匀,电极片便具有越好的加工性能,且电极片各处的阻抗分布越均匀,同时在充放电时活性物质的作用能够发挥的越大,从而使得电池的性能更加优良。为了提高电极材料的性能,通过将活性物质、导电剂、粘结剂和纯水作为电极材料的各组分,利于后续制备得到性能更好的电极颗粒。例如,在其中一个实施例中,所述活性物质为正极活性物质,又如,所述正极活性物质为二氧化锰、乙炔黑、石墨和导电炭黑中的至少一种。又如,所述导电剂为碳纤维、石墨烯和碳纳米管中的至少一种。再如,所述粘结剂为4wt%~6wt%的聚四氟乙烯乳液。
需要说明的是,常规的制备电极材料是将电极活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂进行混合均匀后获得电极浆料,然后采用拉浆的方式将电极浆料涂覆到集流体上,正极集流体可以是铝箔,负极集流体可以是铜箔。然而,首先,由于浆料具有流动性,在制备浆料的过程中容易出现局部物料混合不均匀的情况;其次,为了使得电极浆料与集流体粘接的更加紧密,需要将电极浆料控制一个较大的粘度(即电极浆料不能太稀),但是粘度大的电极浆料容易导致拉浆过程中局部浆料的厚度一致性、均匀性差,甚至会有一定程度的分层,进而导致后续电极片不同区域的放电深度不同,膨胀情况亦不相同,电池在放电过程中易发生因活性物质与集流体脱离(掉粉)导致的电池阻值变大,末期脉冲能力下降迅速;严重时可能会发生因局部掉粉导致的电池内部短路等问题;再次,由于是浆料,在拉浆过程中还会出现浆料从集流体边缘漏出的问题,而这部分浆料不易进行回收,造成了这部分浆料浪费的问题,同时也降低了电极活性物质的利用率;最后,电极浆料被压合后,浆料内部的孔隙容易被强制挤压变形,造成孔隙率过低以及孔隙分布不均匀,放电一致性差的问题。如此,本实施方式通过将各组分进行混合制粒操作,得到电极颗粒,由于颗粒物不会存在流动性和均匀性差等问题,能够很好的避免出现上述问题。
为了避免因为采用颗粒的形式而造成后续电极颗粒无法与集流体结合牢靠甚至出现脱粉问题,首先,通过控制各组分的特定配比,利于制备得到软硬适中并且能够与集流网更好的结合的所述电极颗粒,例如,通过采用90份~93份活性物质、2份~5份导电剂、4份~6份粘结剂和8份~21份纯水进行混合制粒操作,以得到能够和集流网更好结合的电极颗粒;又如,还可以采用92份~93份活性物质、3份~4份导电剂、5份~6份粘结剂和10份~17份纯水进行混合制粒操作,以得到能够和集流网更好结合的电极颗粒;再如,还可以采用91份活性物质、3份导电剂、6份粘结剂和15份纯水进行混合制粒操作,以得到能够和集流网更好结合的电极颗粒。其次,在混合制粒操作中,还严格控制操作相关的参数,例如,在其中一个实施例中,所述混合制粒操作中,制粒机的线速度为4m/s~6m/s,混合制粒操作的时间为2min~5min。如此,通过控制各组分从制粒机中制粒的线速度为4m/s~6m/s,制粒操作的时间为2min~5min,能够使得制备得到的电极颗粒中的各组分混合的更加均匀并且软硬适中,能够更好地与集流网进行结合,不易脱粉;又如,在其中一个实施例中,所述混合制粒操作中,制粒机的线速度为5m/s,混合制粒操作的时间为3min,如此,能够使得制备得到的电极颗粒中的各组分混合的更加均匀并且软硬适中,能够更好地与集流网进行结合,不易脱粉。最后,为了让所述电极颗粒与集流网更好的结合,还严格控制所述电极颗粒的粒径,例如,在其中一个实施例中,所述电极颗粒的粒径为0.3mm~1.6mm。如此,通过控制所述电极颗粒的粒径,能够使得所述电极颗粒后续与集流网进行卡嵌,即所述电极颗粒的粒径刚好能够与集流网的孔隙进行嵌套,使得所述电极颗粒与集流网牢靠的结合,避免出现脱粉问题;又如,在其中一个实施例中,所述电极颗粒的粒径为1.0mm,如此,通过采用特定的所述电极颗粒的粒径,利于所述电极颗粒与集流网进行牢靠结合,不易造成脱粉,且无需使用大量粘结剂,利于提高电池极片的放电性能。
S120、将所述电极颗粒和电极集流网进行辊压合膜操作,以制备得到电极压合片。
通过将所述电极颗粒和电极集流网进行辊压合膜操作,能够将所述电极颗粒与所述电极集流网进行压合成膜,结合为一体,以制备得到电极压合片。
为了使得所述电极颗粒更加牢靠地与所述电极集流网结合,避免出现脱粉问题,例如,在其中一个实施例中,所述电极集流网上开设有多个菱形孔洞,所述菱形孔洞的菱边长为1mm~2mm。可以理解,采用平面型的集流体不仅容易使得所述电极颗粒在集流体上走位或移动而造成分布不均匀的问题,而且也会大大减小后续制备得到的电池极片的孔隙率,从而影响电池极片的吸收电解液和交换电子的性能。如此,本实施例通过采用电极集流网与所述电极颗粒进行辊压合膜操作,能够制备得到所述电极颗粒和电极集流网结合牢靠且具有更好的孔隙率的电极压合片。进一步地,所述电极集流网上开设有多个菱形孔洞,所述菱形孔洞的菱边长为1mm~2mm,首先,这些菱形孔洞能够使得所述电极颗粒卡嵌到这些菱形孔洞内,大大提高了所述电极集流网和所述电极颗粒的结合牢靠程度,其次,通过设置特定的所述菱形孔洞的菱边长度,能够使得所述电极颗粒不会穿出所述菱形孔洞,而是刚好被所述菱形孔洞卡嵌住,如此,能够使制备得到的所述电极压合片不易出现脱粉问题,且还同时保持较高的孔隙率。又如,所述菱形孔洞的菱边长度为1.5mm,如此,能够使得所述菱形孔洞的孔隙度与所述电极颗粒的粒径相互匹配,进而能够提高所述电极颗粒与所述电极集流网的结合牢靠度及孔隙率。再如,所述电极集流网为铝箔集流网,且所述铝箔集流网开设有多个菱形孔洞,且所述菱形孔洞的菱边长度为1mm~2mm,如此,能够使得所述电极颗粒与所述铝箔集流网结合牢靠,避免造成脱粉问题,同时还能够提高所述电极压合片的导电性能。
为了进一步提高所述电极颗粒与所述电极集流网的结合牢靠度,例如,在其中一个实施例中,所述辊压合膜操作中,两辊之间的距离为0.4mm~0.5mm。又如,在其中一个实施例中,所述辊压合膜操作中,两辊之间的线压力为700N/cm~800N/cm。如此,通过控制所述辊压合膜操作中辊压机中两辊之间的距离级线压力,能够更好地将所述电极颗粒与所述电极集流网进行压合,以制备得到电极压合片。具体的说,通过控制两辊之间的距离为0.4mm~0.5mm,这样,所述电极颗粒与所述电极集流网通过两辊的辊压合膜后,能够使得所述电极颗粒与所述电极集流网结合成一个整体,得到电极压合片。而为了避免将所述电极颗粒辊压过度,而造成所述电极颗粒内部孔隙被强制挤压变形,而造成制备得到的所述电极压合片的孔隙率过低以及孔隙分布不均匀,通过控制两辊之间的线压力为700N/cm~800N/cm,能够在保证所述电极颗粒与所述电极集流网的结合牢靠度的同时,又能保证制备得到的所述电极压合片的孔隙率够大,从而能够提高后续制备得到的电池极片吸收电解液的性能以及交换电子的能力,进而能够提到电池极片的放电一致性。
为了提高电池极片的吸液性能和电化学性能,例如,在其中一个实施例中,所述电极压合片两侧分布的所述电颗粒含量比例为(1~3):1。可以理解,通过在所述电极压合片的两侧均辊压有所述电极颗粒,能够使得所述电极压合片两侧均具有吸收电解液的性能,从而能够提高所述电极压合片交换电子的能力,另外,为了节约成本及减轻所述电极压合片的重量,通过将所述电极压合片两侧分布的所述电极颗粒含量比例控制为(1~3):1。不仅能够保证所述电极压合片的吸液性能,还能够减轻后续制备得到的电池极片的重量,从而能够减轻电池的重量,进而提高了电池的能量密度,又如电极压合片两侧分布的所述电极颗粒含量比例控制为3:1。
为了提高电极活性材料的利用率,例如,在其中一个实施例中,在将所述电极颗粒和电极集流网进行辊压合膜操作后,还对辊压合膜操作中散落下来的所述电极颗粒进行回收操作;可以理解,在传统的拉浆工艺中,对操作过程流失或者粘附在设备上的电极浆料的回收利用难度较大,从而使得制备过程中电极活性物质的利用率被降低。而本实施例中,由于是将各个组分进行混合制粒操作,而得到所述电极颗粒,即便在辊压合膜操作中所述电极颗粒有部分散落也更加易于收集,并且不会出现各个组分的混合不均或者粘度不均的问题,而是可以直接再重新用于辊压合膜操作中,从而大大提高了活性物质的回收利用率。
S130、将所述电极压合片进行烘烤操作,得到电池极片。
通过将所述电极压合片进行烘烤操作,能够去除所述电极压合片中的水分,防止后续电芯出现胀气或变形的问题,例如,在其中一个实施例中,在将所述电极压合片进行烘烤操作中,烘烤温度为200℃~220℃。如此,能够将所述电极压合片内的水分进行去除,而得到性能更好的电池极片。又如,在其中一个实施例中,所述将所述电极压合片进行烘烤操作中,烘烤温度为220℃,烘烤时间为20小时,如此,能够更加充分地将所述电极压合片内的水分进行去除,得到干燥后的电池极片,以利于后续更好的应用到电芯制备中,防止电芯出现胀气或变形等问题。
为了改善所述电极颗粒之间的物理接触,达到减小所述电极颗粒间的电阻并降低所述电极压合片体积的目的,并最终改善电池的性能并提高电池的能量密度,例如,在其中一个实施例中,在将所述电极压合片进行烘烤操作后,还进行精压、裁切和分条操作,以得到电池极片。又如,在其中一个实施例中,所述精压操作的压合次数为4~5次。如此,经过精压,能够使得所述电极压合片内的所述电极颗粒的压实密度更高,减小所述电极压合片的内阻值以及体积,从而大大提高后续制备到的电池的能量密度。然后经过裁切和分条操作,能够得到所需要应用的尺寸大小的所述电极压合片。
尤其需要说明的是,上述电池极片的制备方法,通过将活性物质导电剂、粘结剂和纯水进行混合制粒操作,得到电极颗粒,由于颗粒物不会存在流动性和均匀性差等问题,能够很好的避免常规采用拉浆方式将电极浆料涂覆到集流体上而出现的以下问题:首先,由于浆料具有流动性,在制备浆料的过程中容易出现局部物料混合不均匀的情况;其次,为了使得电极浆料与集流体粘接的更加紧密,需要使得电极浆料不能太稀,而是需要控制一个较大的粘度,但是粘度大的电极浆料容易导致拉浆过程中局部浆料的厚度一致性、均匀性差,甚至会有一定程度的分层,进而导致后续电极片不同区域的放电深度不同,膨胀情况亦不相同,电池在放电过程中易发生因活性物质与集流体脱离(掉粉)导致的电池阻值变大,末期脉冲能力下降迅速;严重时可能会发生因局部掉粉导致的电池内部短路等问题;再次,由于是浆料,在拉浆过程中还会出现浆料从集流体边缘漏出的问题,而这部分浆料不易进行回收,就造成了这部分浆料浪费的问题,同时也降低了电极活性物质的利用率;最后,电极浆料被压合后,浆料内部的孔隙容易被强制挤压变形,造成孔隙率过低以及孔隙分布不均匀,放电一致性差的问题。进一步地,为了避免因为采用颗粒的形式而造成后续电极颗粒无法与集流体结合牢靠甚至出现脱粉问题,首先,通过控制各组分的特定配比,利于制备得到软硬适中并且能够与集流网更好的结合的所述电极颗粒,其次,在混合制粒操作中,还严格控制操作相关的参数,例如,在其中一个实施例中,所述混合制粒操作中,制粒机的线速度为4m/s~6m/s,混合制粒操作的时间为2min~5min,如此,能够使得制备得到的电极颗粒中的各组分混合的更加均匀并且软硬适中,能够更好地与集流网进行结合,不易脱粉;又如,在其中一个实施例中,所述混合制粒操作中,制粒机的线速度为5m/s,混合制粒操作的时间为3min,如此,能够使得制备得到的电极颗粒中的各组分混合的更加均匀并且软硬适中,能够更好地与集流网进行结合,不易脱粉。最后,为了让所述电极颗粒与集流网更好的结合,还严格控制所述电极颗粒的粒径,例如,在其中一个实施例中,所述电极颗粒的粒径为0.3mm~1.6mm。如此,通过控制,所述电极颗粒的粒径,能够使得所述电极颗粒后续与集流网进行卡嵌,即所述电极颗粒的粒径刚好能够与集流网的孔隙进行嵌套,使得所述电极颗粒与集流网牢靠的结合,避免出现脱粉问题,且无需使用大量粘结剂,利于提高电池极片的放电性能。再次,为了使得所述电极颗粒更加牢靠地与所述电极集流网结合,避免出现脱粉问题,通过将所述电极颗粒和电极集流网进行辊压合膜操作,能够将所述电极颗粒与所述电极集流网进行压合成膜,结合为一体,以制备得到电极压合片,例如,在其中一个实施例中,所述电极集流网上开设有多个孔洞,所述孔洞的边长为1mm~2mm,如此,这些孔洞能够使得所述电极颗粒卡嵌到这些孔洞内,大大提高了所述电极集流网和所述电极颗粒的结合牢靠程度,另外,通过设置特定的所述孔洞的边长,能够使得所述电极颗粒不会穿出所述孔洞,而是刚好被所述孔洞卡嵌住,如此,能够使制备得到的所述电极压合片不易出现脱粉问题,且还同时保持较高的孔隙率。最后,为了进一步提高所述电极颗粒与所述电极集流网的结合牢靠度,例如,在其中一个实施例中,所述辊压合膜操作中,两辊之间的距离为0.4mm~0.5mm。又如,在其中一个实施例中,所述辊压合膜操作中,两辊之间的线压力为700N/cm~800N/cm。如此,通过控制所述辊压合膜操作中辊压机中两辊之间的距离级线压力,能够更好地将所述电极颗粒与所述电极集流网进行压合,使得所述电极颗粒与所述电极集流网结合成一个整体,以制备得到电极压合片,能够在保证所述电极颗粒与所述电极集流网的结合牢靠度的同时,又能保证制备得到的所述电极压合片的孔隙率够大,从而能够提高后续制备得到的电池极片吸收电解液的性能以及交换电子的能力,进而能够提到电池极片的放电一致性。
下面是具体实施例部分。
实施例1
将90kg二氧化锰、2kg导电碳、4kg聚四氟乙烯和8kg纯水加入到制粒机中,在线速度为4m/s,进行2min的混合制粒操作,得到粒径为0.3mm的电极颗粒;
将电极颗粒和开设有多个菱边长度为1mm的菱形孔洞的正极铝箔集流网进行辊压合膜操作,控制两辊之间的距离为0.4mm,线压力为700N/cm,以制备得到电极压合片;
在200℃的温度条件下,将电极压合片进行烘烤操作,再经过4次精压操作,最后再进行裁切和分条操作,得到实施例1的电池极片。
实施例2
将91kg二氧化锰、3kg碳纳米管、4kg聚四氟乙烯和10kg纯水加入到制粒机中,在线速度为5m/s,进行3min的混合制粒操作,得到粒径为0.5mm的电极颗粒;
将电极颗粒和开设有多个菱边长度为1mm的菱形孔洞的正极铝箔集流网进行辊压合膜操作,控制两辊之间的距离为0.5mm,线压力为750N/cm,以制备得到电极压合片;
在210℃的温度条件下,将电极压合片进行烘烤操作,再经过4次精压操作,最后再进行裁切和分条操作,得到实施例2的电池极片。
实施例3
将91kg二氧化锰、3kg导电碳、6kg聚四氟乙烯和12kg纯水加入到制粒机中,在线速度为5m/s,进行4min的混合制粒操作,得到粒径为1mm的电极颗粒;
将电极颗粒和开设有多个菱边长度为1mm的菱形孔洞的正极铝箔集流网进行辊压合膜操作,控制两辊之间的距离为0.5mm,线压力为800N/cm,以制备得到电极压合片;
在220℃的温度条件下,将电极压合片进行20h的烘烤操作,再经过5次精压操作,最后再进行裁切和分条操作,得到实施例3的电池极片。
实施例4
将92kg二氧化锰、5kg石墨烯、6kg聚四氟乙烯和18kg纯水加入到制粒机中,在线速度为6m/s,进行5min的混合制粒操作,得到粒径为1.4mm的电极颗粒;
将电极颗粒和开设有多个菱边长度为1.5mm的菱形孔洞的正极铝箔集流网进行辊压合膜操作,控制两辊之间的距离为0.5mm,线压力为800N/cm,以制备得到电极压合片;
在210℃的温度条件下,将电极压合片进行20h的烘烤操作,再经过5次精压操作,最后再进行裁切和分条操作,得到实施例4的电池极片。
实施例5
将93kg二氧化锰、5kg导电碳、6kg聚四氟乙烯、1kg酒精和21kg纯水加入到制粒机中,在线速度为6m/s,进行5min的混合制粒操作,得到粒径为1.6mm的电极颗粒;
将电极颗粒和开设有多个菱边长度为2mm的菱形孔洞的正极铝箔集流网进行辊压合膜操作,控制两辊之间的距离为0.5mm,线压力为800N/cm,并且两辊上面设置有网纹结构,以制备得到电极压合片;
在220℃的温度条件下,将电极压合片进行20h的烘烤操作,再经过5次精压操作,最后再进行裁切和分条操作,得到实施例5的电池极片。
对比例1
将91kg二氧化锰、3kg导电碳、6kg聚四氟乙烯和8kg纯水进行混合搅拌操作,得到正极浆料;
采用拉浆的方式将正极浆料涂覆到铝箔上,得到正极片;
在220℃的温度条件下,将正极片进行20h的烘烤操作,再经过5次精压操作,最后再进行裁切和分条操作,得到对比例1的电池极片。
通过对实施例3得到的电池极片和对比例1所得到的电池极片进行性能测试,结果如下表1所示。
表1
测试项目 | 实施例3 | 对比例1 |
正极活性物质利用率 | 95% | 80% |
极片压实密度g/cm<sup>3</sup> | 3.4~3.6 | 3.3~3.7 |
极片吸液量(%) | 17%~19% | 11%~13% |
脉冲(1800mA 3s on,7s off,1.8V) | 750cycles | 400cycles |
通过上述测试结果对比可知,实施例3的活性物质利用率大大高于对比例1,且实施例3的极片压实密度不会过大或过小,在合适的范围,且具有更加优异的电解液吸液量,并且还具有更加优良脉冲。如此,通过本发明提供的技术方案相对于传统采用拉浆的方式获得的电池极片具有更加优良的电化学性能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电池极片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将活性物质、导电剂、粘结剂和纯水进行混合制粒操作,得到电极颗粒;
将所述电极颗粒和电极集流网进行辊压合膜操作,以制备得到电极压合片;
将所述电极压合片进行烘烤操作,得到电池极片。
2.根据权利要求1所述的电池极片的制备方法,其特征在于,所述混合制粒操作中,制粒机的线速度为4m/s~6m/s,混合制粒操作的时间为2min~5min。
3.根据权利要求1所述的电池极片的制备方法,其特征在于,所述电极颗粒的粒径为0.3mm~1.6mm。
4.根据权利要求1所述的电池极片的制备方法,其特征在于,所述电极集流网上开设有多个菱形孔洞,所述菱形孔洞的菱边长为1mm~2mm。
5.根据权利要求1所述的电池极片的制备方法,其特征在于,所述辊压合膜操作中,两辊之间的距离为0.4mm~0.5mm。
6.根据权利要求5所述的电池极片的制备方法,其特征在于,所述辊压合膜操作中,两辊之间的线压力为700N/cm~800N/cm。
7.根据权利要求1所述的电池极片的制备方法,其特征在于,所述电极压合片两侧分布的所述电极颗粒含量比例为(1~3):1。
8.根据权利要求1所述的电池极片的制备方法,其特征在于,在将所述电极压合片进行烘烤操作中,烘烤温度为200℃~220℃。
9.根据权利要求1所述的电池极片的制备方法,其特征在于,在将所述电极压合片进行烘烤操作后,还进行精压、裁切和分条操作,以得到电池极片;其中,所述精压操作的压合次数为4~5次。
10.一种电池,其特征在于,包括根据权利要求1-9中任一所述的电池极片的制备方法制备得到的电池极片。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111740073A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-02 | 武汉中原长江科技发展有限公司 | 功率型锂亚硫酰氯电池正极制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1788373A (zh) * | 2003-05-14 | 2006-06-14 | Tdk株式会社 | 电极用复合颗粒及其制造方法、电极及其制造方法、以及电化学元件及其制造方法 |
CN105609710A (zh) * | 2014-11-19 | 2016-05-25 | 丰田自动车株式会社 | 制造用于非水电解质二次电池的负极的方法 |
CN108091827A (zh) * | 2016-11-21 | 2018-05-29 | 丰田自动车株式会社 | 造粒体聚集体的制造方法、电极板的制造方法和电池的制造方法 |
CN108550780A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-09-18 | 天津市捷威动力工业有限公司 | 一种采用三维箔材的锂离子电池负极单面预锂化方法 |
CN109904385A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-06-18 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 一种极片及其制备方法和锂电池 |
CN110504408A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-26 | 浙江金非新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池负极片的制备方法 |
-
2019
- 2019-12-17 CN CN201911303300.6A patent/CN111146401A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1788373A (zh) * | 2003-05-14 | 2006-06-14 | Tdk株式会社 | 电极用复合颗粒及其制造方法、电极及其制造方法、以及电化学元件及其制造方法 |
CN105609710A (zh) * | 2014-11-19 | 2016-05-25 | 丰田自动车株式会社 | 制造用于非水电解质二次电池的负极的方法 |
CN108091827A (zh) * | 2016-11-21 | 2018-05-29 | 丰田自动车株式会社 | 造粒体聚集体的制造方法、电极板的制造方法和电池的制造方法 |
CN108550780A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-09-18 | 天津市捷威动力工业有限公司 | 一种采用三维箔材的锂离子电池负极单面预锂化方法 |
CN109904385A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-06-18 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 一种极片及其制备方法和锂电池 |
CN110504408A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-26 | 浙江金非新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池负极片的制备方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111740073A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-02 | 武汉中原长江科技发展有限公司 | 功率型锂亚硫酰氯电池正极制备方法 |
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