CN112736215A - 一种改善聚合物锂离子电池负极片辊压粘辊的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善聚合物锂离子电池负极片辊压粘辊的工艺，所述工艺包括提高负极配方中粘结剂的比例、降低辊压时负极片敷料区含水率、涂布时对负极片头部和尾部进行削薄、降低辊压速率以及增加辊压次数等。本发明所述工艺能明显改善聚合物锂离子电池错位结构负极片辊压时过渡位过压粘辊的情况，减少负极片过渡位析锂的可能性，提高电池的容量发挥和改善电池的安全性能和循环性能。

Description

一种改善聚合物锂离子电池负极片辊压粘辊的工艺
技术领域
本发明涉及锂离子电池制造技术领域，具体涉及到一种改善聚合物锂离子电池负极片辊压粘辊的工艺。
背景技术
锂离子电池能量密度大，工作电压高，无记忆效应，安全性能好，使用寿命长，充电效率高，无污染，现已广泛应用于手机、笔记本电脑、相机、汽车、移动电源、共享单车、蓝牙耳机、医疗器械、储能、军工和航天等领域。在聚合物锂离子电池生产制造过程中极片辊压是重要的工序之一，聚合物锂离子电池错位结构负极片在进行辊压时其过渡位易出现过压粘辊现象，尤其是辊压压实密度较大时更易出现过压粘辊的现象。过渡位出现过压粘辊现象会降低电池的容量，电池在使用过程中易出现析锂现象，导致电池安全性能下降。
发明内容
为解决聚合物锂离子电池错位结构负极片在辊压工序容易出现的过压粘辊问题，本发明提供了一种改善聚合物锂离子电池负极片辊压粘辊的工艺。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种改善聚合物锂离子电池负极片辊压粘辊的工艺，包括：
（1）所述负极片涂布时料区头部和尾部进行削薄涂布，料区头部和尾部的厚度比中间主体部分的厚度小3~18μm；
（2）涂布时通过控制涂布走速或涂布机烤箱温度使涂布完成时负极片敷料区的含水率为0.1‰~1.5‰；
（3）负极片的辊压速率为8~30m/min；
（4）负极片辊压次数为2~4次。
所述负极片是以石墨为活性物质，SBR（丁苯橡胶）为材料颗粒与集流体之间的粘结剂，CMC（羧甲基纤维素钠）为材料颗粒之间的粘结剂和增稠剂，SP为导电剂，去离子水为分散剂，铜箔为集流体。
所述负极片单层敷料层的厚度为50~120μm。
所述负极片中的负极配方比例（质量百分比）为石墨：SP：CMC：SBR=（94.8%-95.0%）：1.1%：（1.6%-1.7%）：（2.3%-2.4%）。
本发明的有益效果在于：通过对负极片料区头部和尾部进行削薄、降低辊压时负极片敷料区的含水率、降低负极片的辊压速率和对负极片进行多次辊压逐渐达到工艺压实密度，均可在辊压时减小错位结构负极片过渡位处的敷料与极片辊压机钢辊之间的作用力，再通过增加配方中SBR或CMC的比例以提高负极材料颗粒与铜箔之间的附着力或负极材料颗粒之间的粘结力，如此错位结构负极片在进行辊压时过渡位处的负极材料颗粒与铜箔之间的附着力或负极材料颗粒之间的粘结力便远大于负极材料颗粒与极片辊压机钢辊之间的作用力，从而有效改善聚合物锂离子电池错位结构负极片辊压时过渡位过压粘辊现象，减少负极片过渡位析锂的可能性，提高电池的容量发挥和改善电池的安全性能和循环性能。
附图说明
图1为错位结构负极片示意图。图中1-过渡位，2-料区头部或尾部。
具体实施方式
下面结合具体实施例子对本发明进行进一步的描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1：
负极配方比例（质量百分比）为石墨：SP：CMC：SBR=94.9%：1.1%：1.6%：2.4%，负极为错位结构，涂布时对料区头部和尾部进行削薄，使料区头部和尾部的厚度比中间主体部分的厚度小5~10μm，涂布时通过控制涂布走速或涂布机烤箱温度使涂布完成时负极片敷料区的含水率为0.5‰~1.0‰。负极工艺设计压实密度为1.62±0.05g/cm3，负极辊压速率为20m/min，采用辊压2次逐渐达到工艺压实的方式，第一次辊压压实为1.45±0.05g/cm3，第二次辊压压实为1.62±0.05g/cm3。辊压过程错位结构负极片过渡位无明显过压发亮和粘辊现象。
实施例2：
负极配方比例（质量百分比）为石墨：SP：CMC：SBR=95.0%：1.1%：1.6%：2.3%，负极为错位结构，涂布时对料区头部和尾部进行削薄，使料区头部和尾部的厚度比中间主体部分的厚度小3~8μm，涂布时通过控制涂布走速或涂布机烤箱温度使涂布完成时负极片敷料区的含水率为0.5‰~1.0‰。负极工艺设计压实密度为1.62±0.05g/cm3，负极辊压速率为10m/min，采用辊压3次逐渐达到工艺压实的方式，第一次辊压压实为1.25±0.05g/cm3，第二次辊压压实为1.45±0.05 g/cm3，第三次辊压压实为1.62±0.05g/cm3。辊压过程错位结构负极片过渡位无明显过压发亮和粘辊现象。
实施例3：
负极配方比例（质量百分比）为石墨：SP：CMC：SBR=94.9%：1.1%：1.7%：2.3%，负极为错位结构，涂布时对料区头部和尾部进行削薄，使料区头部和尾部的厚度比中间主体部分的厚度小7~12μm，涂布时通过控制涂布走速或涂布机烤箱温度使涂布完成时负极片敷料区的含水率为0.5‰~1.0‰。负极工艺设计压实密度为1.62±0.05g/cm3，负极辊压速率为30m/min，采用辊压3次逐渐达到工艺压实的方式，第一次辊压压实为1.25±0.05g/cm3，第二次辊压压实为1.45±0.05 g/cm3，第三次辊压压实为1.62±0.05g/cm3。辊压过程错位结构负极片过渡位无明显过压发亮和粘辊现象。
实施例4：
负极配方比例（质量百分比）为石墨：SP：CMC：SBR=94.8%：1.1%：1.7%：2.4%，负极为错位结构，涂布时对料区头部和尾部进行削薄，使料区头部和尾部的厚度比中间主体部分的厚度小12~18μm，涂布时通过控制涂布走速或涂布机烤箱温度使涂布完成时负极片敷料区的含水率为0.5‰~1.0‰。负极工艺设计压实密度为1.62±0.05g/cm3，负极辊压速率为8m/min，采用辊压3次逐渐达到工艺压实的方式，第一次辊压压实为1.25±0.05g/cm3，第二次辊压压实为1.45±0.05 g/cm3，第三次辊压压实为1.62±0.05g/cm3。辊压过程错位结构负极片过渡位无明显过压发亮和粘辊现象。
实施例5：
负极配方比例（质量百分比）为石墨：SP：CMC：SBR=94.8%：1.1%：1.7%：2.4%，负极为错位结构，涂布时对料区头部和尾部进行削薄，使料区头部和尾部的厚度比中间主体部分的厚度小7~12μm，涂布时通过控制涂布走速或涂布机烤箱温度使涂布完成时负极片敷料区的含水率为0.5‰~1.0‰。负极工艺设计压实密度为1.62±0.05g/cm3，负极辊压速率为25m/min，采用辊压3次逐渐达到工艺压实的方式，第一次辊压压实为1.25±0.05g/cm3，第二次辊压压实为1.45±0.05 g/cm3，第三次辊压压实为1.62±0.05g/cm3。辊压过程错位结构负极片过渡位无明显过压发亮和粘辊现象。
实施例6：
负极配方比例（质量百分比）为石墨：SP：CMC：SBR=94.8%：1.1%：1.7%：2.4%，负极为错位结构，涂布时对料区头部和尾部进行削薄，使料区头部和尾部的厚度比中间主体部分的厚度小7~12μm，涂布时通过控制涂布走速或涂布机烤箱温度使涂布完成时负极片敷料区的含水率为0.3‰~0.7‰。负极工艺设计压实密度为1.62±0.05g/cm3，负极辊压速率为15m/min，采用辊压3次逐渐达到工艺压实的方式，第一次辊压压实为1.25±0.05g/cm3，第二次辊压压实为1.45±0.05 g/cm3，第三次辊压压实为1.62±0.05g/cm3。辊压过程错位结构负极片过渡位无明显过压发亮和粘辊现象。
实施例7：
负极配方比例（质量百分比）为石墨：SP：CMC：SBR=94.8%：1.1%：1.7%：2.4%，负极为错位结构，涂布时对料区头部和尾部进行削薄，使料区头部和尾部的厚度比中间主体部分的厚度小7~12μm，涂布时通过控制涂布走速或涂布机烤箱温度使涂布完成时负极片敷料区的含水率为0.3‰~0.7‰。负极工艺设计压实密度为1.62±0.05g/cm3，负极辊压速率为15m/min，采用辊压3次逐渐达到工艺压实的方式，第一次辊压压实为1.25±0.05g/cm3，第二次辊压压实为1.45±0.05 g/cm3，第三次辊压压实为1.62±0.05g/cm3。辊压过程错位结构负极片过渡位无明显过压发亮和粘辊现象。
实施例8：
负极配方比例（质量百分比）为石墨：SP：CMC：SBR=94.8%：1.1%：1.7%：2.4%，负极为错位结构，涂布时对料区头部和尾部进行削薄，使料区头部和尾部的厚度比中间主体部分的厚度小12~18μm，涂布时通过控制涂布走速或涂布机烤箱温度使涂布完成时负极片敷料区的含水率为0.3‰~0.7‰。负极工艺设计压实密度为1.62±0.05g/cm3，负极辊压速率为18m/min，采用辊压4次逐渐达到工艺压实的方式，第一次辊压压实为1.20±0.05g/cm3，第二次辊压压实为1.35± 0.05g/cm3，第三次辊压压实为1.50±0.05g/cm3，第四次辊压压实为1.62±0.05 g/cm3。辊压过程错位结构负极片过渡位无明显过压发亮和粘辊现象。
比较例1：
负极配方比例（质量百分比）为石墨：SP：CMC：SBR=95.2%：1.1%：1.5%：2.2%，负极为错位结构，涂布时料区头部和尾部的厚度比中间主体部分的厚度小1~3μm。涂布完成时负极片敷料区的含水率为1.5‰~1.8‰。负极工艺压实为1.62±0.05g/cm3，负极辊压速率为40m/min，采用辊压1次逐渐达到工艺压实的方式达到辊压压实为1.62±0.05g/cm3。辊压过程错位结构负极片过渡位过压发亮和粘辊严重。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案范围内。

Claims (4)

1.一种改善聚合物锂离子电池负极片辊压粘辊的工艺，其特征在于，该工艺包括：
（1）所述负极片涂布时料区头部和尾部进行削薄涂布，料区头部和尾部的厚度比中间主体部分的厚度小3~18μm；
（2）涂布时通过控制涂布走速或涂布机烤箱温度使涂布完成时负极片敷料区的含水率为0.1‰~1.5‰；
（3）负极片的辊压速率为8~30m/min；
（4）负极片辊压次数为2~4次。
2.根据权利要求1所述的一种改善聚合物锂离子电池负极片辊压粘辊的工艺，其特征在于，所述负极片是以石墨为活性物质，SBR为材料颗粒与集流体之间的粘结剂，CMC为材料颗粒之间的粘结剂和增稠剂，SP为导电剂，去离子水为分散剂，铜箔为集流体。
3.根据权利要求1所述的一种改善聚合物锂离子电池负极片辊压粘辊的工艺，其特征在于，所述负极片单层敷料层的厚度为50~120μm。
4.根据权利要求1所述的一种改善聚合物锂离子电池负极片辊压粘辊的工艺，其特征在于，所述负极片中的负极配方比例（质量百分比）为石墨：SP：CMC：SBR=（94.8%-95.0%）：1.1%：（1.6%-1.7%）：（2.3%-2.4%）。
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CN116130808A (zh) * 2023-02-09 2023-05-16 宁夏宝丰昱能科技有限公司 一种复合极片及其制备方法和二次电池

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