CN115863534A - 一种锂亚电池正极片及其制备装置与制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂亚电池正极片及其制备装置与制备工艺，所述制备装置包括沿集流体走带方向依次连接的正极材料涂布模块、烘干模块与辊压模块；所述正极材料涂布模块包括壳体及所述壳体下方出口处设置的涂布辊压机，所述壳体内设置有正极材料，所述集流体从上向下穿过壳体，再穿过涂布辊压机的两个辊压轴后到达所述烘干模块。本发明中正极材料在自身的重力、两个辊压轴对集流体的两个侧面形成的轴动力与集流体走带的传动力作用下涂布于集流体的表面，实现了集流体两侧的正极材料涂布；所述锂亚电池正极片的制备装置实现了锂亚电池正极片的连续自动化生产，结构简单且制造成本较低，以所述制备装置制备的锂亚电池正极片具有较高的一致性。
Description
技术领域
本发明属于锂亚电池技术领域，涉及一种锂亚电池正极片的制备装置，尤其涉及一种锂亚电池正极片及其制备装置与制备工艺。
背景技术
锂亚电池已经广泛应用在很多领域，包括各类智能表计、ETC与物联网等，锂亚电池是目前化学电源中最高比能量的电池，具有工作电压高、贮存寿命长、工作温度范围宽、使用维护方便与适用范围较广等优点。根据实际应用的不同可以设计出不同结构的锂亚电池，用于小电流输出的一般采用炭包式结构，用于大电流输出则采用卷绕式的正极片结构。炭包式结构的正极结构不同厂家已经完全自主研发出了自动化工艺，然而卷绕式的锂亚电池正极片仍然没有实现自动制片工艺。
传统的卷绕式锂亚电池正极片的制作方法是将混合好的粉料经过烘干、浸泡与多次辊压形成膜片，再将膜片再经过干燥后用特殊的粘结剂粘贴在一起。但是，这种方法存在很大弊端：一是多次辊压会破坏各个材料的物理特性，二是粘结剂粘贴不好会影响电池内阻，且粘结剂多为有机物，会与电解液发生反应，导致最终倍率性能下降，三是工艺路线复杂，且人工参入工序较多，产品一致性很难得到保证。
CN113782758A公开了一种自动卷绕机，包括机架、人机界面、正极输送装置和负极输送装置，机架上设有安装面板；人机界面可活动安装在机架上，正极输送装置安装在安装面板上，正极生产装置包括上隔膜放卷机构和正极供给机构，正极供给机构用于将正极片输送至卷绕机的卷绕机构中，上隔膜放卷机构用于放置上隔膜；负极输送装置安装在安装面板上，负极生产装置包括复合隔膜放卷机构、锂带放卷机构、复合钢网放卷机构和下隔膜放卷机构，复合隔膜放卷机构上的复合隔膜与锂带放卷机构上的锂带及复合钢网放卷机构上的复合钢网依次压合后形成负极片，下隔膜放卷机构位于负极片的上方并输送至卷绕机构与正极片及上隔膜进行卷绕。但是，该自动卷绕机的结构复杂且制造成本较高，不利于大规模推广使用。
目前公开的锂亚电池正极片的制备装置存在着难以实现锂亚电池正极片的连续自动化生产、结构复杂、制造成本较高且生产的锂亚电池正极片的一致性较差的问题。因此，开发设计一种新型的锂亚电池正极片的制备装置至关重要。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种锂亚电池正极片及其制备装置与制备工艺，本发明中正极材料在自身的重力、两个辊压轴对集流体的两个侧面形成的轴动力与集流体走带的传动力作用下涂布于集流体的表面，实现了集流体两侧的正极材料涂布；所述锂亚电池正极片的制备装置实现了锂亚电池正极片的连续自动化生产，结构简单且制造成本较低，以所述制备装置制备的锂亚电池正极片具有较高的一致性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种锂亚电池正极片的制备装置，所述制备装置包括沿集流体走带方向依次连接的正极材料涂布模块、烘干模块与辊压模块；
所述正极材料涂布模块包括壳体及所述壳体下方出口处设置的涂布辊压机，所述壳体内设置有正极材料，所述集流体从上向下穿过壳体，再穿过涂布辊压机的两个辊压轴后到达所述烘干模块。
本发明中正极材料在自身的重力、两个辊压轴对集流体的两个侧面形成的轴动力与集流体走带的传动力作用下涂布于集流体的表面，实现了集流体两侧的正极材料涂布。
本发明提供的锂亚电池正极片的制备装置实现了锂亚电池正极片的连续自动化生产，结构简单且制造成本较低，以所述制备装置制备的锂亚电池正极片具有较高的一致性。
作为本发明的一个优选技术方案，所述壳体分为上方的空心四棱柱与下方的空心三棱柱。
优选地，所述正极材料包括颗粒状正极材料。
优选地，所述涂布辊压机的两个辊压轴之间的间隙为0.1～5mm，例如可以是0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.7mm、1mm、2mm、3mm、4mm或5mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述集流体包括集流网。
优选地，所述集流网的孔径为1～2mm，例如可以是1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述集流网包括镍拉网。
优选地，所述涂布辊压机包括卧式辊压机。
作为本发明的一个优选技术方案，所述烘干模块包括相互平行的第一立式烘道与第二立式烘道，所述第一立式烘道的顶端与所述第二立式烘道的顶端连通，所述集流体从下向上穿过所述第一立式烘道后进入所述第二立式烘道，再从上向下穿过所述第二立式烘道后到达所述辊压模块。
作为本发明的一个优选技术方案，所述第一立式烘道内从下向上分别设置第一温区、第二温区与第三温区。
优选地，所述第一温区内的温度为190～210℃，例如可以是190℃、192℃、194℃、196℃、198℃、200℃、202℃、204℃、206℃、208℃或210℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二温区内的温度为210～230℃，例如可以是210℃、212℃、214℃、216℃、218℃、220℃、222℃、224℃、226℃、228℃或230℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第三温区内的温度为230～250℃，例如可以是230℃、232℃、234℃、236℃、238℃、240℃、242℃、244℃、246℃、248℃或250℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二立式烘道内从上向下分别设置第四温区、第五温区与第六温区。
优选地，所述第四温区内的温度为190～210℃，例如可以是190℃、192℃、194℃、196℃、198℃、200℃、202℃、204℃、206℃、208℃或210℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第五温区内的温度为170～190℃，例如可以是170℃、172℃、174℃、176℃、178℃、180℃、182℃、184℃、186℃、188℃或190℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第六温区内的温度为150～170℃，例如可以是150℃、152℃、154℃、156℃、158℃、160℃、162℃、164℃、166℃、168℃或170℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明的一个优选技术方案，所述辊压模块包括恒温恒湿房及所述恒温恒湿房内设置的辊压组件。
本发明中通过将辊压组件设置于恒温恒湿房中，保证了辊压过程在恒温恒湿房中进行，避免辊压过程中涂布有正极材料集流体因吸水而造成厚度差异或表面吸附杂质。
本发明中恒温恒湿房内的温度为20～30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，相对湿度为50～75％，例如可以是50％、52％、55％、57％、60％、62％、65％、67％、70％、72％或75％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述辊压组件包括沿集流体走带方向依次设置的第一辊压机与第二辊压机，所述第二辊压机的辊压精度高于所述第一辊压机。
本发明中第一辊压机对烘干后的涂布有正极材料集流体进行粗压加工，在降低烘干后的涂布有正极材料集流体的厚度的同时，避免集流体受到损坏，再使用精度更高的第二辊压机进行精压加工，保证最终得到的锂亚电池正极片符合厚度要求。
本发明中第一辊压机与第二辊压机的两个辊压轴均具有加热功能。
优选地，所述第一辊压机的两个辊压轴之间的间隙为0.1～5mm，例如可以是0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.7mm、1mm、2mm、3mm、4mm或5mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二辊压机的两个辊压轴之间的间隙为0.1～5mm，例如可以是0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.7mm、1mm、2mm、3mm、4mm或5mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一辊压机与所述第二辊压机均为卧式辊压机。
优选地，所述恒温恒湿房内还设置有沿集流体走带方向位于所述辊压组件之后的正极片收卷机。
优选地，所述正极片收卷机包括正极片收卷轴。
作为本发明的一个优选技术方案，所述制备装置还包括沿集流体走带方向设置于所述正极材料涂布模块之前的集流体上料模块。
优选地，所述集流体上料模块包括集流体放卷轴。
第二方面，本发明提供了一种锂亚电池正极片的制备工艺，所述制备工艺采用第一方面所述的制备装置，所述制备工艺包括：
集流体从上向下穿过内部设置有正极材料的壳体，再穿过所述壳体下方出口处设置的涂布辊压机的两个辊压轴后，得到涂布有正极材料的集流体；
涂布有正极材料的集流体到达烘干模块，并在烘干模块中被烘干后得到初始正极片，所述初始正极片在辊压模块中被辊压后得到锂亚电池正极片。
作为本发明的一个优选技术方案，所述制备工艺包括：
孔径为1～2mm的集流网经集流体放卷轴放卷后从上向下穿过内部设置有颗粒状正极材料的壳体，再穿过所述壳体下方出口处设置的涂布辊压机的两个辊压轴后，得到涂布有正极材料的集流网；
所述涂布有正极材料的集流网以1～2m/min的速度从下向上依次穿过第一立式烘道内设置的温度为190～210℃的第一温区、温度为210～230℃的第二温区与温度为230～250℃的第三温区后进入第二立式烘道，再从上向下依次穿过所述第二立式烘道内设置的温度为190～210℃的第四温区、温度为170～190℃的第五温区与温度为150～170℃的第六温区后得到初始正极片；
所述初始正极片进入恒温恒湿房内后，第一辊压机与第二辊压机依次对初始正极片进行第一辊压与第二辊压后得到锂亚电池正极片，所述第二辊压的精度高于所述第一辊压的精度，所述锂亚电池正极片经正极片收卷轴进行收卷保存。
作为本发明的一个优选技术方案，所述颗粒状正极材料的制备方法包括：
混合正极活性材料、导电剂、第一溶剂与稳定剂后得到终混湿料，所述终混湿料进行挤条后得到条状混料，所述条状混料进行整形后得到圆形颗粒状混料，所述圆形颗粒状混料进行烘干后得到初始颗粒状正极材料，以第二溶剂浸润所述初始颗粒状正极材料，得到颗粒状正极材料。
优选地，所述混合包括：混合正极活性材料与导电剂后得到初混料，混合所述初混料与第一溶剂后得到再混料，混合所述再混料与稳定剂后得到终混湿料。
优选地，所述正极活性材料包括乙炔黑。
优选地，所述导电剂包括导电炭黑，优选为超导炭黑。
优选地，所述第一溶剂包括水、无水乙醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括水与无水乙醇的组合，无水乙醇与异丙醇的组合，或水、无水乙醇与异丙醇的组合。
优选地，所述稳定剂包括聚四氟乙烯和/或聚偏氟乙烯。
优选地，所述条状混料的长度为3～10mm，例如可以是3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，直径为3～5mm，例如可以是3mm、3.2mm、3.4mm、3.6mm、3.8mm、4mm、4.2mm、4.4mm、4.6mm、4.8mm或5mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述整形在抛丸机中进行。
优选地，所述圆形颗粒状混料的直径为3～6mm，例如可以是3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm或6mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述烘干的温度为50～70℃，例如可以是50℃、52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、66℃、68℃或70℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，时间为2～4h，例如可以是2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h或4h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二溶剂包括异丙醇和/或无水乙醇。
优选地，所述初始颗粒状正极材料与第二溶剂的质量比为(80～90):(10～20)，例如可以是80:10、80:13、80:17、80:20、85:10、85:13、85:17、85:20、90:10、90:13、90:17或90:20，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
第三方面，本发明提供了一种锂亚电池正极片，所述锂亚电池正极片由第二方面所述的制备工艺得到。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明中正极材料在自身的重力、两个辊压轴对集流体的两个侧面形成的轴动力与集流体走带的传动力作用下涂布于集流体的表面，实现了集流体两侧的正极材料涂布；所述锂亚电池正极片的制备装置实现了锂亚电池正极片的连续自动化生产，结构简单且制造成本较低，以所述制备装置制备的锂亚电池正极片具有较高的一致性。
附图说明
图1为本发明一个具体实施方式提供的锂亚电池正极片的制备装置的结构示意图。
其中，1-集流体；2-壳体；3-涂布辊压机；4-颗粒状正极材料；5-第一温区；6-第二温区；7-第三温区；8-第四温区；9-第五温区；10-第六温区；11-恒温恒湿房；12-第一辊压机；13-第二辊压机；14-正极片收卷轴；15-集流体放卷轴。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
在一个具体实施方式中，如图1所示，本发明提供了一种锂亚电池正极片的制备装置，所述制备装置包括沿集流体1走带方向依次连接的正极材料涂布模块、烘干模块与辊压模块；
所述正极材料涂布模块包括壳体2及所述壳体2下方出口处设置的涂布辊压机3，所述壳体2内设置有正极材料，所述集流体1从上向下穿过壳体2，再穿过涂布辊压机3的两个辊压轴后到达所述烘干模块。
本发明中正极材料在自身的重力、两个辊压轴对集流体1的两个侧面形成的轴动力与集流体1走带的传动力作用下涂布于集流体1的表面，实现了集流体1两侧的正极材料涂布。
本发明提供的锂亚电池正极片的制备装置实现了锂亚电池正极片的连续自动化生产，结构简单且制造成本较低，以所述制备装置制备的锂亚电池正极片具有较高的一致性。
进一步地，所述壳体2分为上方的空心四棱柱与下方的空心三棱柱。
进一步地，所述正极材料包括颗粒状正极材料4。
进一步地，所述涂布辊压机3的两个辊压轴之间的间隙为0.1～5mm。
进一步地，所述集流体1包括集流网。
进一步地，所述集流网的孔径为1～2mm。
进一步地，所述集流网包括镍拉网。
进一步地，所述涂布辊压机3包括卧式辊压机。
进一步地，所述烘干模块包括相互平行的第一立式烘道与第二立式烘道，所述第一立式烘道的顶端与所述第二立式烘道的顶端连通，所述集流体1从下向上穿过所述第一立式烘道后进入所述第二立式烘道，再从上向下穿过所述第二立式烘道后到达所述辊压模块。
进一步地，所述第一立式烘道内从下向上分别设置第一温区5、第二温区6与第三温区7。
进一步地，所述第一温区5内的温度为190～210℃。
进一步地，所述第二温区6内的温度为210～230℃。
进一步地，所述第三温区7内的温度为230～250℃。
进一步地，所述第二立式烘道内从上向下分别设置第四温区8、第五温区9与第六温区10。
进一步地，所述第四温区8内的温度为190～210℃。
进一步地，所述第五温区9内的温度为170～190℃。
进一步地，所述第六温区10内的温度为150～170℃。
进一步地，所述辊压模块包括恒温恒湿房11及所述恒温恒湿房11内设置的辊压组件。
本发明中通过将辊压组件设置于恒温恒湿房11中，保证了辊压过程在恒温恒湿房11中进行，避免辊压过程中涂布有正极材料的集流体1因吸水而造成厚度差异或表面吸附杂质。
本发明中恒温恒湿房11内的温度为20～30℃，相对湿度为50～75％。
进一步地，所述辊压组件包括沿集流体1走带方向依次设置的第一辊压机12与第二辊压机13，所述第二辊压机13的辊压精度高于所述第一辊压机12。
本发明中第一辊压机12对烘干后的涂布有正极材料的集流体1进行粗压加工，在降低烘干后的涂布有正极材料的集流体1的厚度的同时，避免集流体1受到损坏，再使用精度更高的第二辊压机13进行精压加工，保证最终得到的锂亚电池正极片符合厚度要求。
本发明中第一辊压机12与第二辊压机13的两个辊压轴均具有加热功能。
进一步地，所述第一辊压机12的两个辊压轴之间的间隙为0.1～5mm。
进一步地，所述第二辊压机13的两个辊压轴之间的间隙为0.1～5mm。
进一步地，所述第一辊压机12与所述第二辊压机13均为卧式辊压机。
进一步地，所述恒温恒湿房11内还设置有沿集流体1走带方向位于所述辊压组件之后的正极片收卷机。
进一步地，所述正极片收卷机包括正极片收卷轴14。
进一步地，所述制备装置还包括沿集流体1走带方向设置于所述正极材料涂布模块之前的集流体上料模块。
进一步地，所述集流体上料模块包括集流体放卷轴15。
在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种锂亚电池正极片的制备工艺，所述制备工艺采用上述的制备装置，所述制备工艺包括：
集流体1从上向下穿过内部设置有正极材料的壳体2，再穿过所述壳体2下方出口处设置的涂布辊压机3的两个辊压轴后，得到涂布有正极材料的集流体1；
涂布有正极材料的集流体1到达烘干模块，并在烘干模块中被烘干后得到初始正极片，所述初始正极片在辊压模块中被辊压后得到锂亚电池正极片。
进一步地，所述制备工艺包括：
孔径为1～2mm的集流网经集流体放卷轴15放卷后从上向下穿过内部设置有颗粒状正极材料4的壳体2，再穿过所述壳体2下方出口处设置的涂布辊压机3的两个辊压轴后，得到涂布有正极材料的集流网；
所述涂布有正极材料的集流网以1～2m/min的速度从下向上依次穿过第一立式烘道内设置的温度为190～210℃的第一温区5、温度为210～230℃的第二温区6与温度为230～250℃的第三温区7后进入第二立式烘道，再从上向下依次穿过所述第二立式烘道内设置的温度为190～210℃的第四温区8、温度为170～190℃的第五温区9与温度为150～170℃的第六温区10后得到初始正极片；
所述初始正极片进入恒温恒湿房11内后，第一辊压机12与第二辊压机13依次对初始正极片进行第一辊压与第二辊压后得到锂亚电池正极片，所述第二辊压的精度高于所述第一辊压的精度，所述锂亚电池正极片经正极片收卷轴14进行收卷保存。
进一步地，所述颗粒状正极材料4的制备方法包括：
混合正极活性材料、导电剂、第一溶剂与稳定剂后得到终混湿料，所述终混湿料进行挤条后得到条状混料，所述条状混料进行整形后得到圆形颗粒状混料，所述圆形颗粒状混料进行烘干后得到初始颗粒状正极材料，以第二溶剂浸润所述初始颗粒状正极材料，得到颗粒状正极材料4。
进一步地，所述混合包括：混合正极活性材料与导电剂后得到初混料，混合所述初混料与第一溶剂后得到再混料，混合所述再混料与稳定剂后得到终混湿料。
进一步地，所述正极活性材料包括乙炔黑。
进一步地，所述导电剂包括导电炭黑，优选为超导炭黑。
进一步地，所述第一溶剂包括水、无水乙醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合。
进一步地，所述稳定剂包括聚四氟乙烯和/或聚偏氟乙烯。
进一步地，所述条状混料的长度为3～10mm，直径为3～5mm。
进一步地，所述整形在抛丸机中进行。
进一步地，所述圆形颗粒状混料的直径为3～6mm。
进一步地，所述烘干的温度为50～70℃，时间为2～4h。
进一步地，所述第二溶剂包括异丙醇和/或无水乙醇。
进一步地，所述初始颗粒状正极材料与第二溶剂的质量比为(80～90):(10～20)。
在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种锂亚电池正极片，所述锂亚电池正极片由上述的制备工艺得到。
实施例1
本实施例提供了一种锂亚电池正极片的制备装置，如图1所示，所述制备装置包括集流体放卷轴15，所述集流体放卷轴15放卷的集流体1到达正极材料涂布模块，所述正极材料涂布模块包括壳体2及所述壳体2下方出口处设置的涂布辊压机3，所述壳体2分为上方的空心四棱柱与下方的空心三棱柱，所述壳体2内设置有颗粒状正极材料4；所述集流体1从上向下穿过壳体2，再穿过涂布辊压机3的两个辊压轴后到达烘干模块，所述涂布辊压机3的两个辊压轴之间的间隙为2mm；
所述烘干模块包括相互平行的第一立式烘道与第二立式烘道，所述第一立式烘道的顶端与所述第二立式烘道的顶端连通，所述第一立式烘道内从下向上分别设置温度为200℃的第一温区5、温度为220℃的第二温区6与温度为240℃的第三温区7，所述第二立式烘道内从上向下分别设置温度为200℃的第四温区8、温度为180℃的第五温区9与温度为160℃的第六温区10；所述集流体1从下向上穿过所述第一立式烘道后进入所述第二立式烘道，再从上向下穿过所述第二立式烘道后到达所述辊压模块；
所述辊压模块包括恒温恒湿房11及所述恒温恒湿房11内沿集流体1走带方向依次设置的第一辊压机12与第二辊压机13，所述第二辊压机13的辊压精度高于所述第一辊压机12，所述第一辊压机12的两个辊压轴之间的间隙为1.5mm，所述第二辊压机13的两个辊压轴之间的间隙为1mm，所述恒温恒湿房11内还设置有沿集流体1走带方向位于所述辊压组件之后的正极片收卷轴14。
实施例2
本实施例提供了一种锂亚电池正极片的制备装置，如图1所示，所述制备装置包括集流体放卷轴15，所述集流体放卷轴15放卷的集流体1到达正极材料涂布模块，所述正极材料涂布模块包括壳体2及所述壳体2下方出口处设置的涂布辊压机3，所述壳体2分为上方的空心四棱柱与下方的空心三棱柱，所述壳体2内设置有颗粒状正极材料4；所述集流体1从上向下穿过壳体2，再穿过涂布辊压机3的两个辊压轴后到达烘干模块，所述涂布辊压机3的两个辊压轴之间的间隙为0.1mm；
所述烘干模块包括相互平行的第一立式烘道与第二立式烘道，所述第一立式烘道的顶端与所述第二立式烘道的顶端连通，所述第一立式烘道内从下向上分别设置温度为190℃的第一温区5、温度为210℃的第二温区6与温度为230℃的第三温区7，所述第二立式烘道内从上向下分别设置温度为190℃的第四温区8、温度为170℃的第五温区9与温度为150℃的第六温区10；所述集流体1从下向上穿过所述第一立式烘道后进入所述第二立式烘道，再从上向下穿过所述第二立式烘道后到达所述辊压模块；
所述辊压模块包括恒温恒湿房11及所述恒温恒湿房11内沿集流体1走带方向依次设置的第一辊压机12与第二辊压机13，所述第二辊压机13的辊压精度高于所述第一辊压机12，所述第一辊压机12的两个辊压轴之间的间隙为0.1mm，所述第二辊压机13的两个辊压轴之间的间隙为0.1mm，所述恒温恒湿房11内还设置有沿集流体1走带方向位于所述辊压组件之后的正极片收卷轴14。
实施例3
本实施例提供了一种锂亚电池正极片的制备装置，如图1所示，所述制备装置包括集流体放卷轴15，所述集流体放卷轴15放卷的集流体1到达正极材料涂布模块，所述正极材料涂布模块包括壳体2及所述壳体2下方出口处设置的涂布辊压机3，所述壳体2分为上方的空心四棱柱与下方的空心三棱柱，所述壳体2内设置有颗粒状正极材料4；所述集流体1从上向下穿过壳体2，再穿过涂布辊压机3的两个辊压轴后到达烘干模块，所述涂布辊压机3的两个辊压轴之间的间隙为5mm；
所述烘干模块包括相互平行的第一立式烘道与第二立式烘道，所述第一立式烘道的顶端与所述第二立式烘道的顶端连通，所述第一立式烘道内从下向上分别设置温度为210℃的第一温区5、温度为230℃的第二温区6与温度为250℃的第三温区7，所述第二立式烘道内从上向下分别设置温度为210℃的第四温区8、温度为190℃的第五温区9与温度为170℃的第六温区10；所述集流体1从下向上穿过所述第一立式烘道后进入所述第二立式烘道，再从上向下穿过所述第二立式烘道后到达所述辊压模块；
所述辊压模块包括恒温恒湿房11及所述恒温恒湿房11内沿集流体1走带方向依次设置的第一辊压机12与第二辊压机13，所述第二辊压机13的辊压精度高于所述第一辊压机12，所述第一辊压机12的两个辊压轴之间的间隙为5mm，所述第二辊压机13的两个辊压轴之间的间隙为5mm，所述恒温恒湿房11内还设置有沿集流体1走带方向位于所述辊压组件之后的正极片收卷轴14。
实施例4
本实施例提供了一种采用实施例1中制备装置的锂亚电池正极片的制备工艺，所述制备工艺为：
孔径为1.5mm的集流网经集流体放卷轴15放卷后从上向下穿过内部设置有颗粒状正极材料4的壳体2，再穿过所述壳体2下方出口处设置的涂布辊压机3的两个辊压轴后，得到涂布有正极材料的集流网；
所述涂布有正极材料的集流网以1.5m/min的速度从下向上依次穿过第一立式烘道内设置的温度为200℃的第一温区5、温度为220℃的第二温区6与温度为240℃的第三温区7后进入第二立式烘道，再从上向下依次穿过所述第二立式烘道内设置的温度为200℃的第四温区8、温度为180℃的第五温区9与温度为160℃的第六温区10后得到初始正极片；
所述初始正极片进入恒温恒湿房11内后，第一辊压机12与第二辊压机13依次对初始正极片进行第一辊压与第二辊压后得到锂亚电池正极片，所述第二辊压的精度高于所述第一辊压的精度，所述锂亚电池正极片经正极片收卷轴14进行收卷保存；
其中，颗粒状正极材料4的制备方法为：
混合乙炔黑与导电炭黑后得到初混料，混合所述初混料与水、无水乙醇或异丙醇后得到再混料，混合所述再混料与聚四氟乙烯和/或聚偏氟乙烯后得到终混湿料，所述终混湿料进行挤条后得到长度为6mm、直径为4mm的条状混料，所述条状混料在抛丸机中进行整形后得到直径为4.5mm的圆形颗粒状混料，所述圆形颗粒状混料以60℃烘干3h后得到初始颗粒状正极材料，以异丙醇和/或无水乙醇浸润所述初始颗粒状正极材料，初始颗粒状正极材料与第二溶剂的质量比为85:15，得到颗粒状正极材料4。
实施例5
本实施例提供了一种采用实施例2中制备装置的锂亚电池正极片的制备工艺，所述制备工艺为：
孔径为1mm的集流网经集流体放卷轴15放卷后从上向下穿过内部设置有颗粒状正极材料4的壳体2，再穿过所述壳体2下方出口处设置的涂布辊压机3的两个辊压轴后，得到涂布有正极材料的集流网；
所述涂布有正极材料的集流网以1m/min的速度从下向上依次穿过第一立式烘道内设置的温度为190℃的第一温区5、温度为210℃的第二温区6与温度为230℃的第三温区7后进入第二立式烘道，再从上向下依次穿过所述第二立式烘道内设置的温度为190℃的第四温区8、温度为170℃的第五温区9与温度为150℃的第六温区10后得到初始正极片；
所述初始正极片进入恒温恒湿房11内后，第一辊压机12与第二辊压机13依次对初始正极片进行第一辊压与第二辊压后得到锂亚电池正极片，所述第二辊压的精度高于所述第一辊压的精度，所述锂亚电池正极片经正极片收卷轴14进行收卷保存；
其中，颗粒状正极材料4的制备方法为：
混合乙炔黑与导电炭黑后得到初混料，混合所述初混料与水、无水乙醇或异丙醇后得到再混料，混合所述再混料与聚四氟乙烯和/或聚偏氟乙烯后得到终混湿料，所述终混湿料进行挤条后得到长度为3mm、直径为5mm的条状混料，所述条状混料在抛丸机中进行整形后得到直径为3mm的圆形颗粒状混料，所述圆形颗粒状混料以50℃烘干4h后得到初始颗粒状正极材料，以异丙醇和/或无水乙醇浸润所述初始颗粒状正极材料，初始颗粒状正极材料与第二溶剂的质量比为80:20，得到颗粒状正极材料4。
实施例6
本实施例提供了一种采用实施例3中制备装置的锂亚电池正极片的制备工艺，所述制备工艺为：
孔径为2mm的集流网经集流体放卷轴15放卷后从上向下穿过内部设置有颗粒状正极材料4的壳体2，再穿过所述壳体2下方出口处设置的涂布辊压机3的两个辊压轴后，得到涂布有正极材料的集流网；
所述涂布有正极材料的集流网以2m/min的速度从下向上依次穿过第一立式烘道内设置的温度为210℃的第一温区5、温度为230℃的第二温区6与温度为250℃的第三温区7后进入第二立式烘道，再从上向下依次穿过所述第二立式烘道内设置的温度为210℃的第四温区8、温度为190℃的第五温区9与温度为170℃的第六温区10后得到初始正极片；
所述初始正极片进入恒温恒湿房11内后，第一辊压机12与第二辊压机13依次对初始正极片进行第一辊压与第二辊压后得到锂亚电池正极片，所述第二辊压的精度高于所述第一辊压的精度，所述锂亚电池正极片经正极片收卷轴14进行收卷保存；
其中，颗粒状正极材料4的制备方法为：
混合乙炔黑与导电炭黑后得到初混料，混合所述初混料与水、无水乙醇或异丙醇后得到再混料，混合所述再混料与聚四氟乙烯和/或聚偏氟乙烯后得到终混湿料，所述终混湿料进行挤条后得到长度为10mm、直径为3mm的条状混料，所述条状混料在抛丸机中进行整形后得到直径为6mm的圆形颗粒状混料，所述圆形颗粒状混料以70℃烘干2h后得到初始颗粒状正极材料，以异丙醇和/或无水乙醇浸润所述初始颗粒状正极材料，初始颗粒状正极材料与第二溶剂的质量比为90:10，得到颗粒状正极材料4。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种锂亚电池正极片的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括沿集流体走带方向依次连接的正极材料涂布模块、烘干模块与辊压模块；
所述正极材料涂布模块包括壳体及所述壳体下方出口处设置的涂布辊压机，所述壳体内设置有正极材料，所述集流体从上向下穿过壳体，再穿过涂布辊压机的两个辊压轴后到达所述烘干模块。
2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述壳体分为上方的空心四棱柱与下方的空心三棱柱；
优选地，所述正极材料包括颗粒状正极材料；
优选地，所述涂布辊压机的两个辊压轴之间的间隙为0.1～5mm；
优选地，所述集流体包括集流网；
优选地，所述集流网的孔径为1～2mm。
3.根据权利要求1或2所述的制备装置，其特征在于，所述烘干模块包括相互平行的第一立式烘道与第二立式烘道，所述第一立式烘道的顶端与所述第二立式烘道的顶端连通，所述集流体从下向上穿过所述第一立式烘道后进入所述第二立式烘道，再从上向下穿过所述第二立式烘道后到达所述辊压模块。
4.根据权利要求3所述的制备装置，其特征在于，所述第一立式烘道内从下向上分别设置第一温区、第二温区与第三温区；
优选地，所述第一温区内的温度为190～210℃；
优选地，所述第二温区内的温度为210～230℃；
优选地，所述第三温区内的温度为230～250℃；
优选地，所述第二立式烘道内从上向下分别设置第四温区、第五温区与第六温区；
优选地，所述第四温区内的温度为190～210℃；
优选地，所述第五温区内的温度为170～190℃；
优选地，所述第六温区内的温度为150～170℃。
5.根据权利要求1～4任一项所述的制备装置，其特征在于，所述辊压模块包括恒温恒湿房及所述恒温恒湿房内设置的辊压组件；
优选地，所述辊压组件包括沿集流体走带方向依次设置的第一辊压机与第二辊压机，所述第二辊压机的辊压精度高于所述第一辊压机；
优选地，所述第一辊压机的两个辊压轴之间的间隙为0.1～5mm；
优选地，所述第二辊压机的两个辊压轴之间的间隙为0.1～5mm；
优选地，所述恒温恒湿房内还设置有沿集流体走带方向位于所述辊压组件之后的正极片收卷机；
优选地，所述正极片收卷机包括正极片收卷轴。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括沿集流体走带方向设置于所述正极材料涂布模块之前的集流体上料模块；
优选地，所述集流体上料模块包括集流体放卷轴。
7.一种锂亚电池正极片的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺采用权利要求1～6任一项所述的制备装置，所述制备工艺包括：
集流体从上向下穿过内部设置有正极材料的壳体，再穿过所述壳体下方出口处设置的涂布辊压机的两个辊压轴后，得到涂布有正极材料的集流体；
涂布有正极材料的集流体到达烘干模块，并在烘干模块中被烘干后得到初始正极片，所述初始正极片在辊压模块中被辊压后得到锂亚电池正极片。
8.根据权利要求7所述的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括：
孔径为1～2mm的集流网经集流体放卷轴放卷后从上向下穿过内部设置有颗粒状正极材料的壳体，再穿过所述壳体下方出口处设置的涂布辊压机的两个辊压轴后，得到涂布有正极材料的集流网；
所述涂布有正极材料的集流网以1～2m/min的速度从下向上依次穿过第一立式烘道内设置的温度为190～210℃的第一温区、温度为210～230℃的第二温区与温度为230～250℃的第三温区后进入第二立式烘道，再从上向下依次穿过所述第二立式烘道内设置的温度为190～210℃的第四温区、温度为170～190℃的第五温区与温度为150～170℃的第六温区后得到初始正极片；
所述初始正极片进入恒温恒湿房内后，第一辊压机与第二辊压机依次对初始正极片进行第一辊压与第二辊压后得到锂亚电池正极片，所述第二辊压的精度高于所述第一辊压的精度，所述锂亚电池正极片经正极片收卷轴进行收卷保存。
9.根据权利要求8所述的制备工艺，其特征在于，所述颗粒状正极材料的制备方法包括：
混合正极活性材料、导电剂、第一溶剂与稳定剂后得到终混湿料，所述终混湿料进行挤条后得到条状混料，所述条状混料进行整形后得到圆形颗粒状混料，所述圆形颗粒状混料进行烘干后得到初始颗粒状正极材料，以第二溶剂浸润所述初始颗粒状正极材料，得到颗粒状正极材料。
10.一种锂亚电池正极片，其特征在于，所述锂亚电池正极片由权利要求7～9任一项所述的制备工艺得到。
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