[发明专利]一种干法制备锂电池正负极片方法有效

专利信息
申请号: 201910775135.8 申请日: 2019-08-21
公开(公告)号: CN112420986B 公开(公告)日: 2022-05-17
发明(设计)人: 周翔;杨凡;晁流;程飞;左连勇;顾冬生;付强 申请(专利权)人: 南京博驰新能源股份有限公司
主分类号: H01M4/139 分类号: H01M4/139;H01M4/04;H01M10/0525;H01M10/0562;H01M10/058
代理公司: 北京文苑专利代理有限公司 11516 代理人: 王炜
地址: 211800 江苏省南京市*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 法制 锂电池 负极 方法
【权利要求书】:

1.一种干法制备锂电池正负极片方法,其特征在于,制备步骤如下:

(1)正极极片制备:

a)称取2-5wt%的导电剂和5-10wt%的粘结剂,采用具有强剪切力的搅拌机混合搅拌0.5-5h,转速控制在300-1000r/min,搅拌温度为20-80℃;

b)使用气流磨机械混合步骤a)得到的干粉,进气压力为0.5-1.2MPa,加料压力为0.5-1.2MPa;

c)加入80-90wt%的正极活性物质和1-5wt%的固态电解质粉,使用搅拌机进行混合,搅拌机转速为50-200r/min,混合时间为0.5-2h,控制搅拌温度为20-50℃;

d)向步骤c)得到的材料中加入占粉体总重量1-5wt%的硬脂酸钙和/或聚乙烯蜡,使用搅拌机搅拌混合0.5-1h,控制搅拌温度为20-50℃,转速为50-200r/min;

e)将步骤d)得到的材料在20-120℃通过螺杆挤出机挤出成型,得到连续200-300μm厚度的薄片;

f)将步骤e)所得薄片在100-150℃条件下辊压成80-100μm的薄膜;

g)最后将集流体铝箔的正反两面同时辊压步骤f)产生的正极薄膜,辊压温度控制在150-250℃;

(2)负极极片制备:

a)称取2-5wt%的导电剂和5-10wt%的粘结剂,采用具有强剪切力的搅拌机混合搅拌0.5-5h,转速控制在500-1000r/min,搅拌温度为20-80℃;

b)使用气流磨机械混合步骤a)得到的干粉,进气压力为0.5-1.2MPa,加料压力为0.5-1.0MPa;

c)向步骤c)得到的材料中加入占粉体总重量75-88wt%的负极活性物质和1-10wt%的固态电解质粉,搅拌机转速为50-200r/min,混合时间为0.5-2h,控制搅拌温度为20-50℃;

d)向步骤c)得到的材料中加入占粉体总重量1-5wt%硬脂酸钙和/或聚乙烯蜡,使用搅拌机搅拌混合0.5-1h,控制搅拌温度为20-50℃,转速为50-200r/min;

e)将步骤d)得到的材料在20-120℃通过螺杆挤出机挤出成型,得到连续200-300μm厚度的薄片;

f)将步骤e)所得片薄片在100-150℃条件下辊压成50-120μm的薄膜;

g)最后将集流体铜箔的正反两面同时辊压步骤d)产生的负极薄膜,辊压温度控制在200-300℃;

所述步骤(1)和步骤(2)中的粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)、丙烯酸树脂(PAA)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)中的一种或多种;

所述步骤(1)和步骤(2)中的固态电解质包括聚合物固态电解质和无机固态电解质中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的一种干法制备锂电池正负极片方法,其特征在于,所述步骤(1)中正极活性物质包括LiMn2O4,LiCoO2,LiFePO4,LiNixCoyMnzO2、LiNixCoyAlzO2和富锂化合物中的一种或多种,其中,x+y+z=1,0x/y/z1。

3.根据权利要求2所述的一种干法制备锂电池正负极片方法,其特征在于,所述步骤(2)中负极活性物质包括石墨、硅、钛酸锂和SiOx中的一种或多种,其中,0x2。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种干法制备锂电池正负极片方法,其特征在于,所述步骤(1)和步骤(2)中的导电剂为炭黑、乙炔黑、CNT中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种干法制备锂电池正负极片方法,所述无机固态电解质包括钠离子型(NASICON)、锂离子型(LISICON)、钛酸镧锂(LLTO)、锂镧锆氧(LLZO)、磷酸钛铝锂(LATP)和锂磷氧氮(LiPON)中的一种或多种。

6.一种电池,由正极、负极、隔膜和电解液组装而成,其特征在于,正极和负极采用如权利要求1-5中任一项所述的方法制备而成。

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