[发明专利]一种带有固态电解质层的锂离子电池电极片及涂布方法

说明书

本发明公开了一种带有固态电解质层的锂离子电池电极片及涂布方法，包括锂离子电池用活性物质浆料一次涂布、烘干，固态电解质浆料的二次涂布、烘干，所得产品具有离子电导率高的固态电解质过渡层，同时能阻碍SEI膜生长，抑制锂枝晶生长，提高化学性能，同时固态电解质层抗氟化氢腐蚀能力强，电池安全性能高。

技术领域

本发明涉及锂离子电池电极片制造技术领域，更具体地说，它涉及一种带有固态电解质层的锂离子电池电极片及涂布方法。

背景技术

众所周知，锂离子电池被广泛应用于3C数码产品、新能源汽车等领域。传统的锂离子电池主要由电池壳、正负极材料、隔膜以及电解液等部件构成。为了实现锂电池优异的电化学性能需要将正负极材料粉末均匀地涂布在正负极材料的集流体上，形成电极片，因此涂布工艺的好坏将直接影响到锂电池综合性能。传统的涂布工艺主要是将活性物质、导电剂以及粘结剂混合成膏状浆料后涂布在集流体上形成电极片。电池在长期使用过程中会自发生成一种SEI膜，以及锂枝晶生长，阻碍锂离子的穿梭，降低电池的化学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有固态电解质层的锂离子电池电极片及涂布方法，所得电极片具有离子电导率高的过渡层，同时能阻碍SEI膜生长，抑制锂枝晶生长，提高化学性能，同时固态电解质层抗氟化氢腐蚀能力强，电池安全性能高。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种带有固态电解质层的锂离子电池电极片涂布方法，包括以下步骤，

1）活性物质浆料制备：将锂离子电池用活性物质、导电剂和粘结剂快速搅拌成均匀的膏状浆料，活性物质占70wt%~95wt%，导电剂占5%~25%，粘结剂占5wt%~20wt%；

2）一次涂布：将上述活性物质浆料均匀地涂布在集流体上，涂布的厚度，即刮刀口到集流体的间距为10μm~500μm，涂布的速度，即刮刀相对于集流体的移动速度为1cm/s~500cm/s；

3）一次烘干：将涂布后的湿润的电极片在40℃~80℃的干燥箱中烘干1~2h，得到基层锂电池电极片；

4）固态电解质浆料制备：将固态电解质和粘结剂快速搅拌成均匀的膏状浆料，固态电解质为锂镧锆氧、锂镧钛氧、锂铝硅氧、锂铝钛磷氧中任意一种；固态电解质占90wt%~99wt%，粘结剂占1wt%~10wt%；

5）二次涂布：将上述固态电解质浆料均匀地涂布在步骤3所得基层锂电池电极片上，涂布的厚度，即刮刀口到电极片的间距为10μm~100μm；涂布的速度，即刮刀相对于集流体的移动速度为1cm/s~500cm/s；

6）二次烘干：将二次涂布后的锂电池电极片先在40℃~80℃的干燥箱中烘干1~2h，再在100℃~150℃的烘箱中烘烤6~12h，得到带有固态电解质层的锂电池电极片。

本发明进一步改进技术方案是，步骤（1）所述活性物质为三元正极材料、富锂锰基正极材料、磷酸亚铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、钛酸锂、硅碳负极材料、石墨负极材料中的任意一种。

本发明进一步改进技术方案是，步骤（1）所述导电剂为super-p、或乙炔黑。

本发明进一步改进技术方案是，步骤（1）、步骤（4）中粘结剂为PVDF的NMP溶液，其中PVDF的浓度为5g/L~100g/L。

本发明还提供了根据权利要求1至4所述任一种涂布方法制得的带有固态电解质层的锂离子电池电极片。

本发明有益效果：