[发明专利]一种干粉涂布方法、该方法制备的极片和锂离子电池

说明书

本发明提供了一种干粉涂布方法、该方法制备的极片和锂离子电池。所述方法包括：1)将活性主材、导电剂和粘结剂干混，得到干混粉料，对所述干混粉料进行充电，并喷涂到箔材上，得到涂布后的箔材；2)对涂布后的箔材进行辊压，得到极片；所述辊压中，在所述涂布后的箔材的两面设有加热板，所述加热板位于辊和所述涂布后的箔材之间，所述加热板在辊压前进行预热。本发明提供的干粉涂布方法中，加热板设置于涂布后的箔材的两面，用加热板夹住箔材进行加热辊压，融化的粘结剂沾到钢板上，便于清理，操作更加方便。其次，加热板与极片接触时间较长，有利于粘结剂较好的融化，粉体之间连接紧密，减少了热辊辊压时受热不均的情况。

技术领域

本发明属于电池技术领域，涉及一种涂布方法、该方法制备的极片和锂离子电池，尤其涉及一种干粉涂布方法、该方法制备的极片和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其质量轻、能量密度高,迎合了家用电器和通讯设备向小型化、微型化方向发展的需要。

目前锂离子电池的涂布方法均采用传统的湿法涂布，将含有NMP等有机溶剂的液态浆料，通过电加热或是油加热等的方式，将液态浆料变为固态干料的使用方式，在此间会有大量的NMP等有机溶剂转换为气态排放掉同时消耗了大量的电。如何使导电剂更好的混合均匀，形成均匀的导电网络，提升导电性，因此需要更好的搅拌涂布方法，使材料均匀涂布。

现有技术中存在如下两种干粉涂布方法：1)将正负极材料与粘结剂，导电剂配成一定比例，通过二维或三维混合设备干法搅拌均匀后，用毛刷辊料的方法将此无溶剂的混合干粉刷于集流体上，利用辊压机挤压产生的热量将粘结剂融化从而将混合干粉黏附于集流体表面，但是要求集流体为经过激光冲孔处理过的网状金属箔，增加了集流体的处理成本。2)干粉热复合转移涂布方法包括粉末转移以及容热固化装置，热固化装置对热粘胶材料进行加热，是粘胶材料连同混合物粉末中的其他物质固化一体，然后在集流体上形成混合物层，但需要在集流体的表面上进行导电胶水的涂布或规则地形成导电胶水矩形涂布部分和未涂布部分的图案化涂布，增加了工艺流程。

CN104600317A公开了一种正极涂布浆料的制作方法及其在锂离子电池中的应用，包括以下步骤：1)取添加剂用NMP进行溶解，调制成浓度为1％的NMP溶液；2)取PVDF粉末，并添加NMP至搅拌机内，搅拌制备成浓度为10％的透明PVDF溶液待用；3)再往步骤2)所得的透明PVDF溶液中加入超导碳黑，搅拌形成PVDF导电液；4)取97.0kg的正极材料，添加入PVDF导电液中，同时加入步骤1)中配好的1.1kg的NMP溶液，进行搅拌，搅拌容器内抽真空，继续搅拌240min；搅拌后取出浆料，过120目筛网后即得正极涂布浆料。因NMP价格昂贵制约着锂离子电池的单体价格以及成产效率。同时为了提高电池的能量，需要提高主粉的含量，因此导电剂粘结剂的含量则会降低。因此会影响电池的性能。

CN103357557A公开了一种高粘度浆料连续涂布制备锰一次电池正极片的方法，包括：将热处理后的电解二氧化锰与导电炭黑混合，加入含极性醇类溶剂(如乙醇、异丙醇、正丁醇等)的去离子水或蒸馏水混合，得到湿的混合物，再加入粘结剂的水溶液，继续混合，得到高粘度浆料；将高粘度浆料制成粒状，经涂布辊辊压后成为连续片状，并经辊压粘结在集流体两侧，连续制备出厚度均匀的正极料片，经烘干、辊压、裁切及清粉工序，得到所需的正极片。然而，使用高粘度粒状物进行涂布，涂布面密度一致性差，涂布效率低，使用辊压方式使浆料粘附在集流体上，粘附力差，过程可能存在粘辊问题，这些均会对电池性能和加工性能产生影响。

目前传统的湿法涂布工艺以及一些干法涂布制备存在各种各样的问题，如工艺流程复杂，成本较高等，使得可能对电池的性能造成一定的影响。

综上，如何使导电剂更好的混合均匀，形成均匀的导电网络，提升导电性，同时找到更好的搅拌涂布方法，使材料均匀涂布，是目前急需解决的一项技术问题。

发明内容