[发明专利]一种干法制备锂电池正负极片方法

说明书

本发明公开了一种干法制备锂电池正负极片方法，通过使用活性物质、导电剂、粘结剂、固态电解质粉按照一定比例，一定顺序无溶剂混合，先使用搅拌机混合均匀，然后再进行气流磨机械混合，得到均匀干粉后再使用螺杆挤出机挤出成连续片状，最后通过多次高温辊压于集流体形成干法电极。本发明解决了现有锂电池生产使用溶剂成本高、回收难、污染大的问题；同时正负极加入固态电解质粉，可以降低电池的极化，减小电池阻抗，除了提高电池性能外，还有助于减少甚至不加电解液，有利于解决锂电池使用有机电解液带来的安全问题。

技术领域：

本发明属于锂电池制造工艺，具体涉及一种干法制备锂电池正负极片方法。

背景技术：

传统使用溶剂的方法制备正负极片，工艺繁琐，正极使用的溶剂有毒性，回收成本高、难度大。除了工艺简单外，与湿法工艺相比，在高温、电解液存在的条件下，干法工艺得到的电极具有更好的粘结性能和附着力，提高了能量密度。这种独特的电极工艺技术，有助于抑制电池电极制造过程中的二氧化碳污染。通过消除溶剂的使用，以及与之相关的涂布浆料和干燥复杂性，干法制备电极工艺是更加环保的。

全固态锂电池是相对液态锂电池而言，是指结构中不含液体，所有材料都以固态形式存在的储能器件。具体来说，它由正极材料、负极材料和电解质组成，而液态锂电池则由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成。锂离子电池的有机电解液易挥发易燃易爆，是导致锂离子电池安全问题的主要原因。全固态锂离子电池从根源上解决了这一问题，并且还有容量大、质量轻等优点。

专利CN 109755473 A公开了一种锂电池电极的干法制备方法，该方法对锂电池电极使用的原材料进行了限定，工艺涉及较少，没用将固态电解质粉引入电极的制备中，而且没有锂电池相关性能分析，无法分析该方法是否优异。

专利CN 106654177 A公开了一种干法制备电池电容器复合电极的方法，该方法也只是对电极采用干法制备，具体是将材料混合后再辊压至涂有导电胶的集流体上，该方法在一定程度上降低成本，简化工艺，但该工艺主要应用于电池电容器中，并没有涉及锂电池的应用。

发明内容：

本发明提出了一种干法制备锂电池正负极片方法，解决了现有锂电池生产使用溶剂成本高、回收难、污染大的问题；同时正负极加入固态电解质粉，可以降低电池的极化，减小电池阻抗，除了提高电池性能外，还有助于减少甚至不加电解液，有利于解决锂电池使用有机电解液带来的安全问题。

本发明的技术方案如下：

一种干法制备锂电池正负极片方法，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：