[发明专利]一种锂电池极片纳米有机硅交联球微粉涂层工艺在锂电池制造中的运用和制作方法

权利要求书

1.一种锂电池极片纳米有机硅交联球微粉涂层工艺在锂电池制造中的运用和制作方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

步骤（1）造粒：将烷氧基硅烷（如甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷)的一种、或以烷氧基硅烷一种与含环氧基、氨基、甲基丙烯酰氧基、巯基、乙烯基反应性基团的氧基硅烷的一种，逐步滴加入碱性水溶液中，碱性水溶液是一定浓度的氢氧化钾或氢氧化钠水溶液，也可以用乙二胺、二乙胺、三乙胺等有机胺或氨水，甲基三甲氧基硅烷或其部分水解缩聚物与碱水溶液的质量比应控制在0～15:100，混合反应液的pH值保持在10～13，温度一般在15℃～80℃之间，搅拌速度150～180 rpm/min，包括加料时间在内的反应时间为0.5～12h，上述缩聚制得的微粒经过滤、洗净、干燥、解碎，获得微米级球形硅树脂微粉；

步骤（2）制浆：将质量比为0.5-3％烷基阴离子表面活性剂加入质量比为30-80％去离子水中混合搅拌均匀，再将质量比为30-60％球形硅树脂微粉加入混合搅拌均匀，在真空条件下混合搅拌0.5-2h后，再加入质量比为3-10％水溶性树脂粘合剂与质量比为1-5％的增稠剂，再在真空条件下混合搅拌2-3h，制成水性纳米有机硅交联球涂覆浆料；

步骤（3）涂布：将辊压后的成卷的电池正负极片置于带有自动收放装置、喷涂装置、高温隧道烘箱或干燥气隧道烘箱、激光测厚仪的涂布机上，将上述配制好的纳米有机硅交联球浆料经过涂布机喷涂装置的数控计量泵输送到特制带加温的喷料模头，模头温度在40℃-80℃之间，均匀、连续地涂敷在成卷的正极或负极极片的一面，再通过自动收放装置输送入温度在80℃-110℃高温隧道烘箱或干燥气隧道烘箱烘干，然后再用此法对极片的另一面进行涂层，得到两面涂层正极或负极极片；

步骤（4）制作电池：将上述步骤（3）中的涂层极片再经过制片、卷绕或叠片、装配、与注入电解液工序，最后制得无隔膜锂离子电池。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池极片纳米有机硅交联球微粉涂层工艺在锂电池制造中的运用和制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中，纳米有机硅交联球是一种具有三维交联网状分子结构的颗粒，是一类真球形、粒径分布均匀的固体粉末，其化学结构为不熔的三官能团成分致密交联所得的固化树脂，包括聚倍半硅氧烷( PSSQ)、聚苯基倍半硅氧烷(PPSQ)和聚甲基倍半硅氧烷 ( PMSQ)；以及含环氧基、氨基、甲基丙烯酰氧基、巯基、乙烯基反应性基团的聚有机硅倍半氧烷。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池极片纳米有机硅交联球粉涂层工艺在锂电池制造中的运用和制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中，球形硅树脂微粉的制备采用水解/聚合制备法，以烷氧基硅烷（如甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷)为原料，经过水解、缩聚制得；或以烷氧基硅烷与含环氧基、氨基、甲基丙烯酰氧基、巯基、乙烯基等反应性基团的氧基硅烷，经过水解、缩聚制得。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池极片纳米有机硅交联球粉涂层工艺在锂电池制造中的运用和制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中，有机硅交联球颗粒的粒径大小为 200～8000纳米。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池极片纳米有机硅交联球粉涂层工艺在锂电池制造中的运用和制作方法，其特征在于：所述步骤（2）中，水溶性树脂为水性聚丙烯酸树脂、水性马来酸酐改性聚丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚苯乙烯树脂和水性环氧树脂中的一种或者几种。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池极片纳米有机硅交联球粉涂层工艺在锂电池制造中的运用和制作方法，其特征在于：所述步骤（2）中，分散剂为氨基有机硅烷、羧基有机硅烷、聚多元醇、苯基磺酸盐、烷基季铵盐、烷基季磷盐及其衍生物中的一种或者几种。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池极片纳米有机硅交联球粉涂层工艺在锂电池制造中的运用和制作方法，其特征在于：所述步骤（2）中，增稠剂为CMC、 海藻酸钠、 松油醇、 聚乙烯醇、 瓜尔胶、 聚丙烯酸或聚氨酯的一种或者几种。