CN116706074B - 干法电极制备方法、电池及干法电极制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源电池制备技术领域，公开了一种干法电极制备方法、电池及干法电极制备装置，该干法电极制备方法，可降低粒子表面的比表面积，提高第一导电剂和粘结剂在电极材料中的分散均匀性，使混合更均匀，为后续粘结剂的充分纤维化做准备，能显著提升后续电极膜片的强度，使电极膜片顺利成膜，还能降低电极膜片的面电阻，确保电极膜片的导电性能。本发明的干法电极制备方法，包括：将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有第一导电剂的粘结剂颗粒；将电极材料与粘结剂颗粒进行混合，并使粘结剂颗粒中的粘结剂纤维化，获得混合物料；将混合物料，复合到集流体上，获得电极片。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电池制备技术领域，具体涉及一种干法电极制备方法、电池及干法电极制备装置。
背景技术
随着新能源技术的不断发展，新能源电池作为一种环保的能量存储和释放装置，已广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等众多技术领域。
电极是新能源电池的核心元件，电极的制备工艺决定了电极的质量，直接影响新能源电池的产品性能。现有电极的制备工艺包括湿法电极制备工艺和干法电极制备工艺，其中，干法电极制备工艺主要是将原料粉末进行混合，之后通过涂布等步骤制备电极，干法电极制备工艺不需要大量使用溶剂，而且制备出的电极具有较高的电化学性能和循环寿命，广泛应用于锂电池、镍氢电池等新能源电池的制备。
现有的干法电极制备工艺，由于在加工过程中无溶剂的使用或使用的很少，在进行导电剂和粘结剂的分散时，无法进行物料的高速分散，因此导电剂和粘结剂在粉料中的难以分散均匀，在未分散均匀的条件下进行粘结剂纤维化，会导致粘结剂在粉体中局部纤维化过多或过少，使粘结剂纤维化不充分，造成电极膜片（或称为电极片）强度不足，无法进行成膜，导致电极膜片面电阻升高和强度较弱，进而影响电极膜片的电性能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种干法电极制备方法、电池及干法电极制备装置，以解决现有干法电极制备工艺第一导电剂和粘结剂分散不均匀、纤维化不充分的问题。
第一方面，本发明提供了一种干法电极制备方法，包括：
将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有所述第一导电剂的粘结剂颗粒；
将电极材料与所述粘结剂颗粒进行混合，并使所述粘结剂颗粒中的所述粘结剂纤维化，获得混合物料；
将所述混合物料，复合到集流体上，获得电极片。
本发明提供的干法电极制备方法，通过将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有第一导电剂的粘结剂颗粒，可以降低粒子表面的比表面积，提高第一导电剂和粘结剂在电极材料（干粉）中的分散均匀性，使混合更均匀，为后续粘结剂的充分纤维化做准备，能显著提升后续电极膜片（或称为电极片）的强度，使电极膜片顺利成膜，还能降低电极膜片的面电阻，确保电极膜片的导电性能。
第二方面，本发明还包括一种电池，包括上述干法电极制备方法获得的电极片。
本发明提供的电池，其中电极片通过本发明上述的干法电极制备方法获得，这种电极片中导电剂和粘结剂分散均匀，粘结剂纤维化充分，结构强度高、导电性能好。
第三方面，本发明还提供一种干法电极制备装置，包括依次连接的混合设备、造粒设备和纤维化设备，
所述混合设备，用于执行将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有所述第一导电剂的粘结剂颗粒步骤中的所述将第一导电剂和粘结剂进行混合的步骤；
所述造粒设备，用于执行所述将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有所述第一导电剂的粘结剂颗粒步骤中的所述造粒的步骤；
所述纤维化设备，用于执行所述将电极材料与所述粘结剂颗粒进行混合，并使所述粘结剂颗粒中的所述粘结剂纤维化，获得混合物料的步骤。
本发明提供的干法电极制备装置，用于实现本发明的干法电极制备方法或者用于制备本发明的电池，具有与干法电极制备方法和电池相同的效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本发明干法电极制备方法的流程图；
图2为本发明干法电极制备方法的详细流程图；
图3为本发明干法电极制备方法中采用的混合纤维化装置的示意图；
图4为采用本发明干法电极制备方法制备出的电极的放大示意图；
图5为采用常规干法电极制备方法制备出的电极的放大示意图；
图6为采用本发明干法电极制备方法制备出的电极的粘附力数据图；
图7为采用常规干法电极制备方法制备出的电极的粘附力数据图；
图8为采用本发明干法电极制备方法制备出的电极的面电阻数据图；
图9为采用常规干法电极制备方法制备出的电极的面电阻数据图；
图10为本发明造粒设备的结构示意图。
附图标记说明：
1、入料机构；2、动力机构；3、加热机构；4、传动机构；5、挤出机构；6、混合罐；7、分散盘；8、分散杆；9、细孔；10、活塞；11、丝状物；12、未粘附电极材料部分；13、不均剥离表面。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域技术人员在没有做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10，描述本发明的实施例。
根据本发明的实施例，一方面，提供了一种干法电极制备方法，包括：
S01，将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有第一导电剂的粘结剂颗粒；
S02，将电极材料与粘结剂颗粒进行混合，并使粘结剂颗粒中的粘结剂纤维化，获得混合物料；
S03，将混合物料，复合到集流体上，获得电极片。
本实施例的干法电极制备方法，通过将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有第一导电剂的粘结剂颗粒，可以降低粒子表面的比表面积，提高第一导电剂和粘结剂在电极材料（干粉）中的分散均匀性，使混合更均匀，为后续粘结剂的充分纤维化做准备，能显著提升后续电极膜片的强度，使电极膜片顺利成膜，还能降低电极膜片的面电阻，确保电极膜片的导电性能。
第一导电剂是纳米级别的微小颗粒，本实施例的第一导电剂可采用点状第一导电剂、或者多维第一导电剂、或者点状第一导电剂与多维第一导电剂的混合第一导电剂，这种第一导电剂能够构建更有效的导电网络，提升干法电极的导电性能。
进一步的，第一导电剂包括炭黑、乙炔黑、碳管、石墨烯中的一种或两种或多种。需要说明的是，第一导电剂为粉末状，在本实施例中，第一导电剂采用炭黑和碳管。
在其他实施例中，第一导电剂可采用乙炔黑、或者包括乙炔黑和石墨烯的混合第一导电剂等。
进一步的，粘结剂包括PTFE（聚四氟乙烯，Polytetrafluoroethylene）、PVDF（聚偏二氟乙烯，PolyvinylideneDifluoride）、PEO（聚环氧乙烷，又称为聚氧化乙烯、缩乙二醇醚，Polyethylene Oxide）中的一种或两种或多种。需要说明的是，本发明采用的粘结剂为具有纤维化特性的粘结剂干粉，在本实施例中，粘结剂采用PTFE和PVDF。
在其他实施例中，粘结剂可采用PEO、或者包括PTFE和PEO的混合粘结剂。
需要说明的是，在本发明中，造粒是指把粉末、熔融液、水溶液等状态的物料加工制成一定形状与大小的粒状物。粘结剂纤维化指粘结剂细小微粒在定向力的作用下呈一定方向规则排列形成纤维状。
进一步的，在步骤S02将电极材料与粘结剂颗粒进行混合，并使粘结剂颗粒中的粘结剂纤维化，获得混合物料之前还包括：将电极主粉和第二导电剂进行混合，获得含有第二导电剂的电极材料。在电极材料的加工制作过程中，在批量混合时在电极主粉中加入第二导电剂进行混合，形成含有第二导电剂的电极材料，可使第二导电剂与电极主粉直接进行包覆，提高后续电极材料、导电剂、粘结剂混合的均匀性。即，在本实施例中，电极材料为包覆有第二导电剂的电池主粉。
并且，第一导电剂和第二导电剂可为相同导电剂或不同导电剂。在本实施例中，第一导电剂和第二导电剂为相同导电剂。
电极主粉（或称为电极主材）可为正极活性材料或负极活性材料，正极活性材料可采用NCM（镍钴锰，镍Ni、钴CO、锰Mn）、LFP（磷酸铁锂）、LMO（锰酸锂，锂LI、锰M 、氧O）、钴酸锂等，负极活性材料可采用碳材料，碳材料包括人造石墨、天然石墨或其组合。在本实施例中，电极主粉采用NCM。
进一步的，将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有第一导电剂的粘结剂颗粒的步骤，包括：
向粘结剂中加入溶剂进行溶解；
在本步骤中，此时溶剂的加入量是比较少的。
向溶解后的粘结剂中加入第一导电剂和分散剂进行高速分散，分散线速度为10m/s -40m/s；
在本步骤中，分散剂包括PVP（聚乙烯吡咯烷酮，Polyvinyl Pyrrolidone）、含有羟基的酯类聚合物以及带有酸性基团的高分子聚合物中的一种或两种或多种。在本实施例中，分散剂采用PVP，分散速度为30m/s。通过本步骤，溶解后的粘结剂与第一导电剂可通过分散剂混合均匀。
造粒，获得粘结剂颗粒。
在本步骤中，混合均匀的粘结剂与第一导电剂进行造粒，可以进一步提高第一导电剂和粘结剂在后续电极材料中的分散均匀性，该粘结剂颗粒为含有第一导电剂的粘结剂颗粒。
在其他实施例中，还可以通过加热方式使粘结剂成为熔融状态，加热温度为150℃-300℃，优选加热温度为220℃。
进一步的，将电极材料与粘结剂颗粒进行混合，并使粘结剂颗粒中的粘结剂纤维化，获得混合物料的步骤，包括：
加入电极材料和粘结剂颗粒；
进一步的，加入电极材料和粘结剂颗粒（混合物料）总质量95%-99%电极材料。本实施例，加入的电极材料的质量百分数优选为95%。加入电极材料和粘结剂颗粒（混合物料）总质量1%-5%粘结剂颗粒，本实施例，粘结剂颗粒的质量百分数优选为5%。该粘结剂颗粒为含有第一导电剂的粘结剂颗粒。
对电极材料和粘结剂颗粒进行预混；
在本步骤中，通过控制适合的预混分散线速度、预混温度和预混时间，使电极主粉和粘结剂颗粒预混。
本实施例中，预混分散线速度为20m/s -50m/s，预混时间为5min-30min，预混温度低于30℃。
使预混后电极材料和粘结剂颗粒中的粘结剂纤维化，获得混合物料。
在本步骤中，通过控制适合的混合分散线速度、混合温度和时间，使混合后电极材料和粘结剂颗中的粘结剂纤维化。
具体的，本步骤包括：
在混合温度为30℃-50℃，混合分散线速度为20m/s -30m/s，混合时间为5min-10min的条件下，使电极材料和粘结剂颗粒中的第一导电剂、粘结剂充分混合；
进一步的，在本步骤中，混合温度为40℃，预混分散线速度为25m/s，混合时间为8min。
分段提高混合温度并且分段降低混合分散线速度，使粘结剂纤维化，获得混合物料。
具体的，本步骤包括：
第一阶段，混合温度为50-70℃，混合分散线速度为15-20m/s，混合时间为5-10min；
第二阶段，混合温度为70-100℃，混合分散线速度为10-15m/s，混合时间为5-10min。
进一步的，将混合物料，复合到集流体上，获得电极片（或称为电极）。集流体或称为箔片，在获得混合物料后，将该混合物料复合到集流体上，获得电极片，完成电极的制备。由于上述过程为现有技术，此不赘述。
如图2所示，是本实施例干法电极制备方法的详细步骤，包括：
步骤一、将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有第一导电剂的粘结剂颗粒；本步骤具体包括，
步骤（101），向粘结剂中加入溶剂进行溶解；
在本实施例中，通过加入溶剂的方式使粘结剂PTFE和PVDF溶解，以便于后续粘结剂PTFE和PVDF与第一导电剂炭黑和碳管进行均匀混合。
步骤（102），向溶解后的粘结剂中加入第一导电剂和分散剂进行高速分散，分散线速度为30m/s；
在本步骤中，向粘结剂PTFE和PVDF中加入第一导电剂炭黑和碳管、以及分散剂PVP，并对三者进行高速分散，上述高速分散的过程与现有技术相同，故此不赘述。
步骤（103），造粒，获得粘结剂颗粒。
在本步骤中，对混合均匀的粘结剂与第一导电剂进行造粒，可以进一步提高第一导电剂和粘结剂在后续电极材料中的分散均匀性，该粘结剂颗粒为含有第一导电剂的粘结剂颗粒。上述造粒过程是在造粒设备中完成的，造粒设备如图10所示。
步骤二、将电极主粉和第二导电剂进行混合，获得含有第二导电剂的电极材料；
在电极材料的加工制作过程中，在批量混合时在电极主粉中加入第二导电剂进行混合，形成含有第二导电剂的电极材料，可使第二导电剂与电极主粉直接进行包覆，提高后续电极材料、导电剂、粘结剂混合的均匀性。在本实施例中，第一导电剂和第二导电剂相同。
步骤三、将电极材料与粘结剂颗粒进行混合，并使粘结剂颗粒中的粘结剂纤维化，获得混合物料。
本步骤是在混合纤维化设备中完成的，混合纤维化设备如图3所示。
混合纤维化设备包括混合罐6、分散盘7、分散杆8和活塞10。混合罐6具有投料口，分散杆8的一端为出料口，该出料口与混合罐6的投料口连接，分散杆8为管状结构，分散杆8的外壁上成型有若干个细孔9，活塞10插入分散杆8的另一端，活塞10可沿分散杆8的轴向移动。在混合罐6和分散杆8之间设置分散盘7，分散盘7可带动混合罐6和分散杆8同步旋转。电极材料直接投入混合罐6，而粘结剂颗粒通过分散杆8投入混合罐6，当活塞10向下移动时，能加速、加量粘结剂颗粒的投入，并且粘结剂颗粒是从分散杆8经过细孔9投入混合罐6的。
步骤（301），加入电极材料和粘结剂颗粒；
在混合罐6中加入混合物料总质量95%-99%的电极材料，本实施例，电极材料的质量百分数优选为95%，该电极材料为含有第一导电剂的电极主粉。
在分散杆8加入混合物料总质量1%-5%的粘结剂颗粒，本实施例，粘结剂颗粒的质量百分数优选为5%，该粘结剂颗粒为含有第一导电剂的粘结剂颗粒。
步骤（302），对电极材料和粘结剂颗粒进行预混；
在本步骤中，预混分散线速度为20m/s -50m/s，优选为30m/s，预混时间为5 min -30min，优选为15min，预混温度为低于30℃，优选为20℃，可通过冷却水对温度进行控制。
分散盘7可带动混合罐6和分散杆8同步旋转，混合分散的过程中在活塞10和离心力的作用下，粘结剂颗粒逐渐与电极材料混合在一起。需要说明的是，在此过程中，可通过活塞10控制粘结剂颗粒的掺加量和投入速度。
步骤（304），使预混后电极材料和粘结剂颗粒中的粘结剂纤维化，获得混合物料。
在本步骤中，通过控制适合的预混分散线速度、预混温度和时间，使预混后电极材料和粘结剂颗粒中的粘结剂纤维化。混合罐6的预混温度控制在50℃-100℃，可进行逐步升温，预混分散线速度10m/s -30m/s，并使粘结剂颗粒进行纤维化，获得混合物料。
本步骤中，先在低温高速条件下，使电极材料和粘结剂颗粒中的第一导电剂、粘结剂充分混合，然后分段提高混合温度并且分段降低混合分散线速度，使粘结剂纤维化。具体的，
步骤（3041），在起始阶段，低温高速进行，采用混合温度为30℃-50℃，优选为30℃，混合分散线速度为20m/s -30m/s，优选为20m/s，混合时间为5 min -10min，优选为5min，使电极材料和粘结剂颗粒中的第一导电剂、粘结剂充分混合。
步骤（3042），第一阶段，提高混合温度，降低混合分散速度，开始纤维化，采用混合温度为50℃-70℃，优选为50℃，混合分散线速度为15 m/s -20m/s，优选为15m/s，混合时间为5-10min，优选为5min。
步骤（3043），第二阶段，进一步提高混合温度，进一步降低混合分散速度，继续纤维化，采用混合温度为70℃-100℃，优选为70℃，混合分散线速度为10 m/s -15m/s，优选为10m/s，混合时间为5min-10min，优选为5min。
通过步骤（3042）和步骤（3043）分段提高混合温度和分段降低混合分散速度，进行高温低速混合，避免粘结剂在未混合均匀的情况下纤维化，避免造成团聚。
步骤四、将混合物料，复合到集流体上，获得电极片。集流体或称为箔片，在获得混合物料后，将该混合物料复合到集流体上，获得电极片，完成电极的制备。由于上述过程为现有技术，此不赘述。
为了验证本发明干法电极制备方法制备出的电极的技术优势，进行如下比对试验：
如图4所示，为通过本发明干法电极制备方法制备出的电极，如图5所示，为常规干法电极制备方法制备出的电极。经过比对可知，本发明干法电极制备方法制备出的电极，可看出明显丝状物11，纤维化效果好，说明这种电极粘结剂分散效果较好。而常规干法电极制备方法制备出的电极，而且不能见到明显的纤维化效果。
如图6所示，为本发明干法电极制备方法制备出的电极的粘附力数据，如图7所示，为常规干法电极制备方法制备出的电极的粘附力数据。经过比对可知，本发明干法电极制备方法制备出的电极混料均匀，剥离界面平整，粘附力曲线平稳。而常规干法电极制备方法制备出的电极，由于混料不均匀，涂层粘结不均匀，电极片粘附力不均，表现出剥离表面不均，如图7所示，不均剥离表面13处坑洼不平，而未粘附电极材料部分12剥离不均匀，并且粘结力曲线跳动大，部分粘结剂多剥离强度大，粘结剂少剥离强度低。
如图8所示，为本发明干法电极制备方法制备出的电极的面电阻数据，如图9所示，为常规干法电极制备方法制备出的电极的面电阻数据。经过比对可知，本发明干法电极制备方法制备出的电极，界面较好，面电阻低于3Ω且分布较均匀，测试区域最大面电阻为1.42Ω，最小面电阻为1.25Ω，差值为0.17Ω。而常规干法电极制备方法制备出的电极，由于混料不均匀，粘结剂第一导电剂分布不均，面电阻较大且数值差异大，测试区域最大面电阻为27Ω，最小面电阻为3.95Ω，差值为23.05Ω。
通过上述比对试验可知，通过本发明干法电极制备方法制备出的电极，混料均匀，纤维化效果明显，电极导电分散效果较好，粘附力曲线平稳，面电阻低且分布较均匀，能明显地提升电极的性能。
本实施例还提供一种电池，包括通过上述干法电极制备方法获得的电极片。在本实施例中，电极片中粘结剂颗粒的粒径为100μm-2mm，优选为500μm。该粘结剂颗粒为经造粒获得的包含第一导电剂的粘结剂颗粒。
如图10所示，本实施例还提供一种干法电极制备装置，应用于上述干法电极制备方法或者用于制备上述电池。该干法电极制备装置包括依次连接的混合设备、造粒设备和纤维化设备，具体的，
混合设备，用于执行将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有第一导电剂的粘结剂颗粒步骤中的将第一导电剂和粘结剂进行混合的步骤；
造粒设备，用于执行将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有第一导电剂的粘结剂颗粒步骤中的造粒的步骤；
纤维化设备，用于执行将电极材料与粘结剂颗粒进行混合，并使粘结剂颗粒中的粘结剂纤维化，获得混合物料的步骤。
具体的，该造粒设备包括：入料机构1、加热机构3、传动机构4和挤出机构5，其中，入料机构1用于加入第一导电剂和粘结剂；加热机构3设置于入料机构1处，加热机构3用于调节第一导电剂和粘结剂的温度；传动机构4设置于入料机构1的下游并与入料机构出料口连接；挤出机构5设置于传动机构4的下游并与传动机构出料口连接，挤出机构5用于挤出含有第一导电剂的粘结剂颗粒。
进一步的，造粒设备还包括动力机构2，动力机构2用于为造粒设备提供动力，具体的是动力机构2为传动机构4和挤出机构5提供动力。
这种造粒设备能够实现上述实施例干法电极制备方法中混合后第一导电剂和粘结剂造粒的过程，获得含有第一导电剂的粘结剂颗粒，可以降低粒子表面的比表面积，提高第一导电剂和粘结剂在电极材料（干粉）中的分散均匀性，使混合更均匀，为后续粘结剂的充分纤维化做准备，能显著提升后续电极膜片的强度，使电极膜片顺利成膜，还能降低电极膜片的面电阻，确保电极膜片的导电性能。
进一步的，加热机构3位于入料机构1处，能调节物料（第一导电剂的粘结剂）的温度，使其满足后续造粒要求。挤出机构5优选为螺杆挤出机构，这种挤出机构结构可靠，造粒效率高。
进一步的，干法电极制备装置还包括密炼设备，设置于造粒设备的入料机构1之前，用于对导电剂和粘结剂进行密炼，以增加导电剂和粘结剂的柔韧性和可塑性，为后续造粒过程做准备。
为了理解本实施例造粒机，下面结合附图，对本实施例造粒机的工作过程进行叙述：
需要说明的是，在开始造粒之前，需要对含有第一导电剂的粘结剂胶液进行干燥，通常采用喷雾干燥的方式。
将干燥后的第一导电剂和粘结剂投入密炼设备进行密炼；
将经过密炼的第一导电剂和粘结剂投入到入料机构1，入料机构1处的加热机构3对第一导电剂和粘结剂进行加热，调节第一导电剂和粘结剂的温度，在动力机构2的驱动下传动机构4将第一导电剂和粘结剂输送到挤出机构5，在动力机构2的驱动下挤出机构5将第一导电剂和粘结剂挤出，形成含有第一导电剂的粘结剂颗粒。
在其他实施例中，电极材料可直接采用电极主粉，而无需加入第二导电剂，同样能实现本发明的目的。
在其他实施例中，根据不同电极制备要求，在加入电极材料的步骤中，可加入质量百分数为96%、98%、99%的电极材料。相应的，在加入粘结剂颗粒的步骤中，可加入质量百分数为4%、2%、1%的粘结剂颗粒。
在其他实施例中，根据不同电极制备要求，在对电极材料和粘结剂颗粒进行预混的步骤中，预混分散线速度可为20m/s、40m/s、50m/s，预混时间可为5min、20min、30min，预混温度可为15℃、25℃、29℃。
在其他实施例中，根据不同电极制备要求，在混合温度为30℃-50℃，混合分散线速度为20 m/s -30m/s，混合时间为5min-10min的条件下，使电极材料和粘结剂颗粒中的第一导电剂、粘结剂充分混合的步骤中，混合温度可为40℃、50℃，混合分散线速度可为25 m/s 、30m/s，混合时间可为8min、10min。
在其他实施例中，根据不同电极制备要求，在第一阶段，混合温度可为60℃、70℃，混合分散线速度可为16ms、20m/s，混合时间可为8min、10min。同样的，在第二阶段，混合温度可为80℃、100℃，混合分散线速度可为12m/s、15m/s，混合时间可为6min、10min。
在其他实施例中，在向溶解后的粘结剂中加入第一导电剂和分散剂进行高速分散的步骤中，分散线速度还可为10 m/s 、40m/s。
在其他实施例中，在通过加热使粘结剂成为熔融状态，加热温度还可为150℃、300℃。
在其他实施例中，电极片中粘结剂颗粒的粒径还可为100μm、2mm。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (17)
1.一种干法电极制备方法，其特征在于，包括：
将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有所述第一导电剂的粘结剂颗粒；
将电极材料与所述粘结剂颗粒进行混合，并使所述粘结剂颗粒中的所述粘结剂纤维化，获得混合物料；
将所述混合物料，复合到集流体上，获得电极片。
2.根据权利要求1所述的干法电极制备方法，其特征在于，所述将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有所述第一导电剂的粘结剂颗粒的步骤，包括：
向所述粘结剂中加入溶剂进行溶解；
向溶解后的所述粘结剂中加入所述第一导电剂和分散剂进行高速分散，分散线速度为10 m/s -40m/s；
造粒，获得所述粘结剂颗粒。
3.根据权利要求1所述的干法电极制备方法，其特征在于，所述将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有所述第一导电剂的粘结剂颗粒的步骤包括：通过加热使所述粘结剂成为熔融状态，加热温度为150℃-300℃。
4.根据权利要求2所述的干法电极制备方法，其特征在于，所述分散剂包括PVP、含有羟基的酯类聚合物以及带有酸性基团的高分子聚合物中的一种或两种或多种。
5.根据权利要求1所述的干法电极制备方法，其特征在于，所述将电极材料与所述粘结剂颗粒进行混合纤维化的步骤，包括：
加入所述电极材料和所述粘结剂颗粒；
对所述电极材料和所述粘结剂颗粒进行预混；
使预混后所述电极材料和所述粘结剂颗粒中的所述粘结剂纤维化，获得混合物料。
6.根据权利要求5所述的干法电极制备方法，其特征在于，在所述加入所述电极材料和所述粘结剂颗粒的步骤中，加入所述混合物料总质量95%-99%的所述电极材料。
7.根据权利要求5所述的干法电极制备方法，其特征在于，在所述加入所述电极材料和所述粘结剂颗粒的步骤中，加入所述混合物料总质量1%-5%的所述粘结剂颗粒。
8.根据权利要求5所述的干法电极制备方法，其特征在于，在所述对所述电极材料和所述粘结剂颗粒进行预混的步骤中，预混分散线速度为20m/s -50m/s，预混温度低于30℃。
9.根据权利要求5所述的干法电极制备方法，其特征在于，在所述使预混后所述电极材料和所述粘结剂颗粒中的所述粘结剂纤维化，获得混合物料的步骤中，包括：
在混合温度为30℃-50℃，混合分散线速度为20m/s -30m/s的条件下，使所述电极材料和所述粘结剂颗粒中的所述第一导电剂、所述粘结剂充分混合；
分段提高所述混合温度并且分段降低混合分散线速度，使所述粘结剂纤维化，获得混合物料，包括：
第一阶段，所述混合温度为50℃-70℃，所述混合分散线速度为15m/s -20m/s；
第二阶段，所述混合温度为70℃-100℃，所述混合分散线速度为10m/s -15m/s。
10.根据权利要求1所述的干法电极制备方法，其特征在于，所述第一导电剂包括炭黑、乙炔黑、碳管、石墨烯中的一种或两种或多种。
11.根据权利要求1所述的干法电极制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括PTFE、PVDF、PEO中的一种或两种或多种。
12.根据权利要求1-11任一项所述的干法电极制备方法，其特征在于，在所述将电极材料与所述粘结剂颗粒进行混合纤维化之前还包括：将电极主粉和第二导电剂进行混合，获得含有所述第二导电剂的所述电极材料。
13.根据权利要求12所述的干法电极制备方法，其特征在于，所述第一导电剂与所述第二导电剂相同。
14.一种电池，其特征在于，包括通过上述权利要求1-13任一项所述的干法电极制备方法获得的电极片。
15.根据权利要求14所述的电池，其特征在于，所述电极片中粘结剂颗粒的粒径为100μm-2mm。
16.一种应用权利要求1-13任一项所述的干法电极制备方法或者用于制备权利要求14或15所述的电池的干法电极制备装置，其特征在于，包括依次连接的混合设备、造粒设备和纤维化设备，
所述混合设备，用于执行将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有所述第一导电剂的粘结剂颗粒步骤中的所述将第一导电剂和粘结剂进行混合的步骤；
所述造粒设备，用于执行所述将第一导电剂和粘结剂进行混合并造粒，获得含有所述第一导电剂的粘结剂颗粒步骤中的所述造粒的步骤；
所述纤维化设备，用于执行所述将电极材料与所述粘结剂颗粒进行混合，并使所述粘结剂颗粒中的所述粘结剂纤维化，获得混合物料的步骤。
17.根据权利要求16所述的干法电极制备装置，其特征在于，所述造粒设备，包括：
入料机构（1），用于加入第一导电剂和粘结剂；
加热机构（3），设置于所述入料机构（1）处，所述加热机构（3）用于调节所述第一导电剂和所述粘结剂的温度；
传动机构（4），设置于所述入料机构（1）的下游并与入料机构出料口连接；
挤出机构（5），设置于所述传动机构（4）的下游并与传动机构出料口连接，所述挤出机构（5）用于挤出含有所述第一导电剂的粘结剂颗粒。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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