CN114725312A - 干法极片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种干法极片及其制备方法。干法极片的制备方法包括：获取集流体和获取复合层。其中，获取复合层步骤包括将第一混合物料涂覆于集流体处，以获取第一涂层，通过热压压实第一涂层，第一混合物料包括活性物质和导电剂；将第二混合物料涂覆于第一涂层处，以获取第二涂层，通过热压压实第二涂层，第二混合物料包括粘结剂和导电剂。本发明提供的干法极片，通过将复合层设置成多层结构，不同层之间可以有效抑制材料膨胀，易于获取到结构更加紧实、密度更大的干法极片。此外，第一涂层、第二涂层和集流体形成稳定的包覆式结构，最终形成的极片结构稳定、不易脱落。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种干法极片及其制备方法。
背景技术
随着全球能源短缺和环境保护意识的提高，发展新能源成为当前能源领域最重要的研究方向，而锂离子电池作为绿色环保储能器件，具有高工作电压、无记忆效应、自放电小和循环寿命长等优点，逐渐成为能源行业的发展热点，被广泛应用于各类电子产品中。
目前商用锂离子电池的电极是通过混料、匀浆、涂布、干燥、辊压等一系列步骤，最终得到合适厚度的正极极片与负极极片，但是在匀浆过程中需要使用大量的溶剂，例如：NMP、去离子水等，其中NMP价格高且具有毒性，后续又需要通过干燥过程来将这部分溶剂干燥除去，这会产生极大的能源浪费。
与传统的湿法制浆相比，干法电极技术在极片的制备过程中不使用任何溶剂，仅通过干粉的混合即可制备出极片，制备过程环保无污染，且可以在很大程度上降低电池的生产成本。但是干法电极在制备的过程中容易出现极片中粉料分布不均匀的情况，且由于干法电极的电极材料层较厚，容易出现电荷转移电阻大、离子扩散电阻大，膨胀效应明显等问题。
发明内容
本发明提供一种干法极片及其制备方法，用以解决现有技术中干法电极电荷转移电阻大、膨胀效应明显、易出现极片中粉料分布不均匀的情况等问题，达到明显降低极片膨胀和解决掉粉问题的目的。
本发明提供一种干法极片的制备方法，包括：
获取集流体；
获取复合层；
其中，所述获取复合层步骤包括：
获取第一涂层步骤：将第一混合物料涂覆于所述集流体处，以获取所述第一涂层，通过热压压实所述第一涂层，所述第一混合物料包括活性物质和导电剂；
获取第二涂层步骤：将第二混合物料涂覆于所述第一涂层处，以获取所述第二涂层，通过热压压实所述第二涂层，所述第二混合物料包括粘结剂和导电剂。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，重复所述获取复合层的步骤至少一次。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，在所述获取第一涂层步骤中，所述第一混合物料通过静电喷涂工艺涂覆于所述集流体处；
或者，在所述获取第二涂层步骤中，所述第二混合物料通过静电喷涂工艺涂覆于所述第一涂层处。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，所述静电喷涂工艺中，静电喷涂的电压为20kV-50kV，主气流速为5psi-20psi，雾化气流速为5psi-20psi。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，所述第一混合物料中，所述活性物质的重量占比为70％-99％，所述导电剂的重量占比为1％-30％；
所述第二混合物料中，所述粘结剂的重量占比为1％-20％，所述导电剂的重量占比为80％-99％。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，所述活性物质为正极活性物质，所述正极活性物质为三元材料、磷酸铁锂、镍酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的一种或多种；
或者，所述活性物质为负极活性物质，所述负极活性物质为石墨、硬碳、软碳和硅碳中的一种或多种。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，所述导电剂为碳黑、多孔碳、碳纳米管、石墨烯、导电碳黑和碳纤维中的一种或多种；所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶中的一种或多种。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，在所述获取复合层的步骤之前，在所述集流体的表面涂覆导电胶，以形成导电胶层；
在所述获取第一涂层步骤中，将第一混合物料涂覆于所述导电胶层处，以获取所述第一涂层。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，所述导电胶层的厚度为0.1um-5um。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，所述导电胶为粘结剂和导电剂的混合物。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，所述第一涂层的重量占所述第一涂层和所述第二涂层重量总和的70％-99％。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，所述第一涂层的厚度为1um-100um。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，所述第二涂层厚度为0.1um-10um。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，所述第一涂层的厚度厚于所述第二涂层的厚度。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，热压压实所述第一涂层或者所述第二涂层时，热压温度为150℃-300℃。
根据本发明提供的一种干法极片的制备方法，在所述获取第一涂层步骤中，先喷涂所述第一混合物料以形成第一层结构，再通过热压压实所述第一层结构；重复上述步骤，以构造出由多层所述第一层结构层叠的第一涂层；
在所述获取第二涂层步骤中，先喷涂所述第二混合物料以形成第二层结构，再通过热压压实所述第二层结构；重复上述步骤，以构造出由多层所述第二层结构层叠的第二涂层。
本发明还提供一种干法极片，所述干法极片由如上所述的干法极片的制备方法制得，所述干法极片包括：
集流体，所述集流体为铝箔片或铜箔片；
复合层，所述复合层包括第一涂层和第二涂层，所述第一涂层涂覆于所述集流体的一侧，所述第二涂层涂覆于所述第一涂层远离所述导电胶层的一侧。
根据本发明提供的一种干法极片，还包括导电胶层，所述导电胶层涂覆于所述集流体的一侧表面，所述第一涂层涂覆于所述导电胶层远离所述集流体的一侧。
根据本发明提供的一种干法极片，所述复合层为多层，多层所述复合层层叠设置于所述导电胶层远离所述集流体的一侧。
本发明提供的干法极片，通过将复合层设置成多层结构，不同层之间可以有效抑制材料膨胀，易于获取到结构更加紧实、密度更大的干法极片。此外，第一涂层位于第二涂层和集流体之间，第二涂层和集流体对第一涂层有包裹作用，也即第一涂层、第二涂层和集流体形成稳定的包覆式结构，最终形成的极片结构稳定、不易脱落。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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获得其他的附图。
图1是本发明提供的干法极片的剖视图之一；
图2是本发明提供的干法极片的剖视图之二；
图3是本发明提供的干法极片的剖视图之三；
附图标记：
100：干法极片；
150：集流体；
110：复合层；120：第一涂层；
130：第二涂层；140：导电胶层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
下面结合图1至图3描述本发明的干法极片100的制备方法，包括如下步骤：
S10：获取集流体150；
S20：获取复合层110。这里，复合层110可以为多层结构。具体地，获取复合层110的步骤可以包括：
获取第一涂层120步骤：将第一混合物料涂覆于集流体150处，以获取第一涂层120，通过热压压实第一涂层120，第一混合物料包括活性物质和导电剂。这里，活性物质可以用于提升电池容量，导电剂可以用于提升涂层的导电性。热压压实第一涂层120时，热压温度为150℃-300℃。
获取第二涂层130步骤：将第二混合物料涂覆于第一涂层120处，以获取第二涂层130，通过热压压实第二涂层130，第二混合物料包括粘结剂和导电剂。这里，粘结剂可以用于粘黏粉末，提升涂层的包裹性，导电剂可以用于提升涂层的导电性。热压压实第二涂层130时，热压温度为150℃-300℃。
需要说明的是，通过将复合层110设置成多层结构，不同层之间可以有效抑制材料膨胀，易于获取到结构更加紧实、密度更大的干法极片100。此外，第一涂层120位于第二涂层130和集流体150之间，第二涂层130和集流体150对第一涂层120有包裹作用，也即第一涂层120、第二涂层130和集流体150形成稳定的包覆式结构，最终形成的极片结构稳定、不易脱落。
在一些实施例中，参见图1，第一涂层120和第二涂层130的厚度可以不相同，例如第一涂层120的厚度厚于第二涂层130的厚度。可以理解的是，较厚的一层靠近集流体150，较薄的一层远离集流体150，这样第二涂层130可以更好地包裹第一涂层120，增强干法极片100结构稳定性，有效防止干法极片100出现掉粉、撕裂现象。另外，不同厚度的涂层还可以有效抑制材料膨胀堆积。
在一些示例中，第一涂层120的厚度为1um-100um，第二涂层130厚度为0.1um-10um。此外，在一些示例中，第一涂层120的重量占第一涂层120和第二涂层130重量总和的70％-99％。
参见图2和图3，根据本发明的一些实施例，重复获取复合层110的步骤至少一次。这里需要说明的是，在重复获取多个复合层110时，多个复合层110层叠设置在集流体150的一侧。需要说明的是，集流体150呈片状，集流体150的两侧表面中的至少一个可以设置有复合层110。
参见图2所示的示例，相邻的两个复合层110内，其中一个复合层110内的第一涂层120的厚度与其中另一个复合层110内的第一涂层120的厚度相同；参见图3所示的示例，相邻的两个复合层110内，其中一个复合层110内的第一涂层120的厚度与其中另一个复合层110内的第一涂层120的厚度不相同。
根据本发明的一些实施例，在获取第一涂层120步骤中，第一混合物料通过静电喷涂工艺涂覆于集流体150处，静电喷涂工艺中，静电喷涂的电压为20kV-50kV，主气流速为5psi-20psi，雾化气流速为5psi-20psi。同样地，在获取第二涂层130步骤中，第二混合物料通过静电喷涂工艺涂覆于第一涂层120处，静电喷涂工艺中，静电喷涂的电压为20kV-50kV，主气流速为5psi-20psi，雾化气流速为5psi-20psi。
根据本发明的一些实施例，第一混合物料中，活性物质的重量占比为70％-99％，导电剂的重量占比为1％-30％。根据本发明的一些实施例中，第二混合物料中，粘结剂的重量占比为1％-20％，导电剂的重量占比为80％-99％。此外，还需要说明的是，由于越远离集流体150的位置对粘结剂的要求越高，通过设置含有不同比例的粘结剂，在提升粘结度的同时，还可以在远离集流体150的电极材料层处选择性地安排粘度高的粘结剂，达到降低成本的目的。
此外，导电剂可以为碳黑、多孔碳、碳纳米管、石墨烯、导电碳黑和碳纤维中的一种或多种；粘结剂可以为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶中的一种或多种。
活性物质可以为正极活性物质，正极活性物质可以为三元材料、磷酸铁锂、镍酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的一种或多种。当然，活性物质还可以为负极活性物质，负极活性物质为石墨、硬碳、软碳和硅碳中的一种或多种。
根据本发明的一些实施例，在获取复合层110的步骤之前，在集流体150的表面涂覆导电胶，以形成导电胶层140；在获取第一涂层120步骤中，将第一混合物料涂覆于导电胶层140处，以获取第一涂层120。这样，可以使第一涂层120稳定地粘接到集流体150上，从而可以提升干法极片100的结构稳定性。进一步地，导电胶层140的厚度可以为0.1um-5um。这里，导电胶可以为粘结剂和导电剂的混合物。
根据本发明的一些实施例，在获取第一涂层120步骤中，可以先喷涂第一混合物料以形成第一层结构，再通过热压压实第一层结构；重复上述步骤，以构造出由多层第一层结构层叠设置的第一涂层120；
在获取第二涂层130步骤中，先喷涂第二混合物料以形成第二层结构，再通过热压压实第二层结构；重复上述步骤，以构造出由多层第二层结构层叠设置的第二涂层130。
这里对第一层结构和第二层结构的层数、厚度不做具体限制，只要其可满足干法极片100的厚度要求即可。
参见图1，根据本发明提供的一种干法极片100，干法极片100由如上所述的干法极片100的制备方法制得。具体地，干法极片100可以包括集流体150和复合层110。其中，集流体150为铝箔片或铜箔片。复合层110包括第一涂层120和第二涂层130，第一涂层120涂覆于集流体150的一侧，第二涂层130涂覆于第一涂层120远离导电胶层140的一侧。
根据本发明实施例干法极片100，通过将复合层110设置成多层结构，不同层之间可以有效抑制材料膨胀，易于获取到结构更加紧实、密度更大的干法极片100。此外，第一涂层120位于第二涂层130和集流体150之间，第二涂层130和集流体150对第一涂层120有包裹作用，也即第一涂层120、第二涂层130和集流体150形成稳定的包覆式结构，最终形成的极片结构稳定、不易脱落。
参见图1，根据本发明的一些实施例，干法极片100还包括导电胶层140，导电胶层140涂覆于集流体150的一侧表面，复合层110铺设于导电胶层140远离集流体150的一侧。具体地，第一涂层120涂覆于导电胶层140远离集流体150的一侧。这样，可以使第一涂层120稳定地粘接到集流体150上，从而可以提升干法极片100的结构稳定性。这里，导电胶可以为粘结剂和导电剂的混合物。
根据本发明的一些实施例，参见图2和图3，复合层110可以为多层，多层复合层110层叠设置于导电胶层140远离集流体150的一侧。
下面参照具体实施例描述根据本发明实施例的干法极片100的制备方法。
实施例1
本实施例提供了一种干法电极的制备方法，步骤包括：
(1)将石墨与导电碳黑按照92：8的质量比均匀混合得到第一混合物料；
(2)将聚偏氟乙烯和导电碳黑按照5：95的质量比均匀混合得到第二混合物料；
(3)将第一混合物料通过静电喷涂将其涂覆于涂胶的集流体150上得到第一涂层120，其中导电胶的厚度为1un，静电喷涂的电压为30kV，主气流速为18psi，雾化气流速为10psi；
(4)将第一涂层120通过热压压实得到第一涂层120的厚度为100um，其中热压压力为45t，热压温度为200℃，热压时间为10s；
(5)将第二混合物料通过静电喷涂将其涂覆于第一涂层120上得到第二涂层130，其中静电喷涂的电压为25kV，主气流速为12psi，雾化气流速为7psi；
(6)将第二涂层130通过热压压实得到第二涂层130的厚度为6um，其中热压压力为30t，热压温度为180℃，热压时间为10s，最终得双层包覆式干法电极，如图1所示。
实施例2
本实施例提供了一种干法电极的制备方法，步骤包括：
(1)将镍钴锰酸锂与导电碳黑按照95：5的质量比均匀混合得到第一混合物料；
(2)将聚偏氟乙烯和导电碳黑按照8：92的质量比均匀混合得到第二混合物料；
(3)将第一混合物料通过静电喷涂将其涂覆于涂胶的集流体150上得到第一涂层120，其中导电胶的厚度为1un，静电喷涂的电压为27kV，主气流速为15psi，雾化气流速为8psi；
(4)将第一涂层120通过热压压实得到第一涂层120的厚度为50um，其中热压压力为30t，热压温度为180℃，热压时间为5s；
(5)将第二混合物料通过静电喷涂将其涂覆于第一涂层120上得到第二涂层130，其中静电喷涂的电压为25kV，主气流速为12psi，雾化气流速为7psi；
(6)将第二涂层130通过热压压实得到第二涂层130的厚度为5um，其中热压压力为20t，热压温度为180℃，热压时间为5s；
(7)按照上述(3)(4)(5)(6)步骤，交叠喷涂相同质量比和相同厚度第一涂层120与第二涂层130，最终得到相同厚度的四层包覆式干法电极，如图2所示。
实施例3
本实施例提供了一种干法电极的制备方法，步骤包括：
(1)将磷酸铁锂与导电碳黑按照90：10的质量比均匀混合得到第一混合物料；
(2)将聚偏氟乙烯和导电碳黑按照10：90的质量比均匀混合得到第二混合物料；
(3)将第一混合物料通过静电喷涂将其涂覆于涂胶的集流体150上得到第一涂层120，其中导电胶的厚度为1un，静电喷涂的电压为25kV，主气流速为14psi，雾化气流速为9psi；
(4)将第一涂层120通过热压压实得到第一涂层120的厚度为70um，其中热压压力为35t，热压温度为190℃，热压时间为8s；
(5)将第二混合物料通过静电喷涂将其涂覆于第一涂层120上得到第二涂层130，其中静电喷涂的电压为24kV，主气流速为10psi，雾化气流速为6psi；
(6)将第二涂层130通过热压压实得到第二涂层130厚度为4um，其中热压压力为18t，热压温度为180℃，热压时间为5s；
(7)将第一混合物料通过静电喷涂将其涂覆于第二涂层130上得到另一第一涂层120，静电喷涂的电压为25kV，主气流速为14psi，雾化气流速为9psi；
(8)将另一第一涂层120通过热压压实得到另一第一涂层120的厚度为30um，其中热压压力为30t，热压温度为190℃，热压时间为5s；
(9)将第二混合物料通过静电喷涂将其涂覆于另一第一涂层120上得到另一第二涂层130，其中静电喷涂的电压为24kV，主气流速为10psi，雾化气流速为6psi；
(10)将另一第二涂层130通过热压压实得到另一第二涂层130的厚度为5um，其中热压压力为18t，热压温度为180℃，热压时间为5s，最终得不同厚度的四层包覆式干法电极，如图3所示。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (19)
1.一种干法极片的制备方法，其特征在于，包括：
获取集流体；
获取复合层；
其中，所述获取复合层步骤包括：
获取第一涂层步骤：将第一混合物料涂覆于所述集流体处，以获取所述第一涂层，通过热压压实所述第一涂层，所述第一混合物料包括活性物质和导电剂；
获取第二涂层步骤：将第二混合物料涂覆于所述第一涂层处，以获取所述第二涂层，通过热压压实所述第二涂层，所述第二混合物料包括粘结剂和导电剂。
2.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，重复所述获取复合层的步骤至少一次。
3.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，在所述获取第一涂层步骤中，所述第一混合物料通过静电喷涂工艺涂覆于所述集流体处；
或者，在所述获取第二涂层步骤中，所述第二混合物料通过静电喷涂工艺涂覆于所述第一涂层处。
4.根据权利要求3所述的干法极片的制备方法，其特征在于，所述静电喷涂工艺中，静电喷涂的电压为20kV-50kV，主气流速为5psi-20psi，雾化气流速为5psi-20psi。
5.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，所述第一混合物料中，所述活性物质的重量占比为70％-99％，所述导电剂的重量占比为1％-30％；
所述第二混合物料中，所述粘结剂的重量占比为1％-20％，所述导电剂的重量占比为80％-99％。
6.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，所述活性物质为正极活性物质，所述正极活性物质为三元材料、磷酸铁锂、镍酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的一种或多种；
或者，所述活性物质为负极活性物质，所述负极活性物质为石墨、硬碳、软碳和硅碳中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，所述导电剂为碳黑、多孔碳、碳纳米管、石墨烯、导电碳黑和碳纤维中的一种或多种；
所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，在所述获取复合层的步骤之前，在所述集流体的表面涂覆导电胶，以形成导电胶层；
在所述获取第一涂层步骤中，将第一混合物料涂覆于所述导电胶层处，以获取所述第一涂层。
9.根据权利要求8所述的干法极片的制备方法，其特征在于，所述导电胶层的厚度为0.1um-5um。
10.根据权利要求8所述的干法极片的制备方法，其特征在于，所述导电胶为粘结剂和导电剂的混合物。
11.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，所述第一涂层的重量占所述第一涂层和所述第二涂层重量总和的70％-99％。
12.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，所述第一涂层的厚度为1um-100um。
13.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，所述第二涂层厚度为0.1um-10um。
14.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，所述第一涂层的厚度厚于所述第二涂层的厚度。
15.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，热压压实所述第一涂层或者所述第二涂层时，热压温度为150℃-300℃。
16.根据权利要求1所述的干法极片的制备方法，其特征在于，在所述获取第一涂层步骤中，先喷涂所述第一混合物料以形成第一层结构，再通过热压压实所述第一层结构；重复上述步骤，以构造出由多层所述第一层结构层叠的第一涂层；
在所述获取第二涂层步骤中，先喷涂所述第二混合物料以形成第二层结构，再通过热压压实所述第二层结构；重复上述步骤，以构造出由多层所述第二层结构层叠的第二涂层。
17.一种干法极片，其特征在于，所述干法极片由根据权利要求1-16中任一项所述的干法极片的制备方法制得，所述干法极片包括：
集流体，所述集流体为铝箔片或铜箔片；
复合层，所述复合层包括第一涂层和第二涂层，所述第一涂层涂覆于所述集流体的一侧，所述第二涂层涂覆于所述第一涂层远离所述导电胶层的一侧。
18.根据权利要求17所述的干法极片，其特征在于，还包括导电胶层，所述导电胶层涂覆于所述集流体的一侧表面，所述第一涂层涂覆于所述导电胶层远离所述集流体的一侧。
19.根据权利要求17所述的干法极片，其特征在于，所述复合层为多层，多层所述复合层层叠设置于所述导电胶层远离所述集流体的一侧。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024173252A1 (en) * | 2023-02-13 | 2024-08-22 | Worcester Polytechnic Institute | Electrode structure by dry manufacturing |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1449068A (zh) * | 2002-03-28 | 2003-10-15 | Tdk株式会社 | 锂二次电池 |
| CN101346835A (zh) * | 2005-12-27 | 2009-01-14 | 松下电器产业株式会社 | 锂二次电池用电极和使用该电极的锂二次电池 |
| CN105336913A (zh) * | 2015-09-30 | 2016-02-17 | 薛龙均 | 电化学电源用电极及其制造方法 |
| CN105789556A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-07-20 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种电极片和锂离子电池 |
| KR20160122380A (ko) * | 2015-04-14 | 2016-10-24 | 주식회사 엘지화학 | 도전재의 부피가 다른 다층 구조의 이차전지용 전극 및 이의 제조방법 |
| JP2017152106A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 積水化学工業株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| CN107482164A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-12-15 | 东莞市迈科科技有限公司 | 一种锂离子电池极片结构及锂离子电池 |
| CN108604667A (zh) * | 2016-11-24 | 2018-09-28 | 株式会社Lg化学 | 包括电极保护层的用于二次电池的电极 |
| CN112740440A (zh) * | 2019-02-21 | 2021-04-30 | 株式会社Lg化学 | 制备二次电池的电极的方法 |
| CN214203738U (zh) * | 2021-02-01 | 2021-09-14 | 河南克能新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池正极电极及锂离子电池 |
| CN113422006A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-09-21 | 蜂巢能源科技有限公司 | 正极极片及其制备方法、锂离子电池 |
| CN113611814A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-05 | 南京航空航天大学 | 一种电池干法极片的制备方法 |
-
2022
- 2022-04-29 CN CN202210474852.9A patent/CN114725312A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1449068A (zh) * | 2002-03-28 | 2003-10-15 | Tdk株式会社 | 锂二次电池 |
| CN101346835A (zh) * | 2005-12-27 | 2009-01-14 | 松下电器产业株式会社 | 锂二次电池用电极和使用该电极的锂二次电池 |
| KR20160122380A (ko) * | 2015-04-14 | 2016-10-24 | 주식회사 엘지화학 | 도전재의 부피가 다른 다층 구조의 이차전지용 전극 및 이의 제조방법 |
| CN105336913A (zh) * | 2015-09-30 | 2016-02-17 | 薛龙均 | 电化学电源用电极及其制造方法 |
| JP2017152106A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 積水化学工業株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| CN105789556A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-07-20 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种电极片和锂离子电池 |
| CN108604667A (zh) * | 2016-11-24 | 2018-09-28 | 株式会社Lg化学 | 包括电极保护层的用于二次电池的电极 |
| CN107482164A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-12-15 | 东莞市迈科科技有限公司 | 一种锂离子电池极片结构及锂离子电池 |
| CN112740440A (zh) * | 2019-02-21 | 2021-04-30 | 株式会社Lg化学 | 制备二次电池的电极的方法 |
| CN214203738U (zh) * | 2021-02-01 | 2021-09-14 | 河南克能新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池正极电极及锂离子电池 |
| CN113611814A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-05 | 南京航空航天大学 | 一种电池干法极片的制备方法 |
| CN113422006A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-09-21 | 蜂巢能源科技有限公司 | 正极极片及其制备方法、锂离子电池 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 徐国荣 主编: "《电化学设备与工程设计》", 徐州：中国矿业大学出版社, pages: 143 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024173252A1 (en) * | 2023-02-13 | 2024-08-22 | Worcester Polytechnic Institute | Electrode structure by dry manufacturing |
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