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一種高粘結(jié)力極片及其制備方法與流程

文檔序號:42299278發(fā)布日期:2025-06-27 18:40閱讀:6來源:國知局

本發(fā)明涉及電池涂布領(lǐng)域,具體涉及一種高粘結(jié)力電池涂布工藝。


背景技術(shù):

1、隨著油車限購限行政策的執(zhí)行,以電代油市場的發(fā)展,環(huán)保要求的驅(qū)動,“碳達峰、碳中和”政策的推行,新能源行業(yè)得以迅速發(fā)展,我國的新能源汽車銷量實現(xiàn)爆發(fā)式增長,其中70%以上均為鋰離子電池,同時由于鈉電成本更低,因此也得到高速發(fā)展。

2、鋰/鈉離子電池是由正極極片、負極極片、隔膜、電解液等組成,鋰離子電池負極極片一般是將活性材料涂在銅箔或者涂碳銅箔上,鈉離子電池負極極片一般是將活性材料涂在鋁箔或者涂碳鋁箔上;鋰/鈉離子電池負極漿料一般是將活性材料與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑均勻分散在水中形成漿料。而電池配方設(shè)計越來越貼近極限,配方中粘結(jié)劑添加比例逐漸降低,涂布重量逐漸增高,但隨之而來的影響是極片粘結(jié)力過低,制程中活性物質(zhì)脫落嚴重,帶來很嚴重的安全隱患。

3、為提升鋰電池極片粘結(jié)力,專利cn116544341a中通過在極片表面增加靜電紡絲來提升粘結(jié)力,但靜電紡絲成本過高并且對控制精度要求高,無法工業(yè)化生產(chǎn)。專利cn112038580a中通過在極片表面設(shè)置多層涂布來提升粘結(jié)力,但多層涂布對涂布模頭要求高,無法實現(xiàn)多層涂布的精準控制;專利cn116093323a中通過在漿料中添加醇類、nmp、酯類等物質(zhì)來抑制粘結(jié)力下降,但此類添加劑無法直接排入大氣,并需嚴格控制蒸汽濃度防止爆炸,應(yīng)用受限較大。專利cn?114068879a中通過在帶料箔材上下兩側(cè)增加電容板的方式來達到粘接劑定向遷移的效果,但是此種方式勢必會影響烘箱內(nèi)部風(fēng)場流動,對極片干燥產(chǎn)生影響,降低涂布窗口。

4、上述極片涂布制作中,主要存在以下問題:(1)活性物質(zhì)與箔材粘接力差,容易脫落;(2)粘結(jié)劑含量高,涂布重量窗口小,能量密度低。


技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服傳統(tǒng)金屬集流體的不足,本發(fā)明提供了一種高粘結(jié)力電池涂布工藝,本發(fā)明可以顯著提升箔材與活性材料之間的粘結(jié)力、拓寬涂布重量窗口、改善電芯循環(huán)衰減。

2、一方面,本發(fā)明提供了一種高粘結(jié)力極片的制備方法,所述方法包含以下步驟:

3、箔材在放卷模塊①由托輥牽引經(jīng)過涂布模塊②,漿料在箔材上表面形成濕膜層得到帶料箔材,帶料箔材由托輥通過高溫烘箱的烘干模塊③,最后通過收卷機構(gòu)得到帶干膜的膜卷;

4、所述干燥烘箱的托輥連接外置直流電源⑤的正極,外置直流電源⑤的負極連接接地模塊⑦;同時通過變壓模塊⑥接入變壓器和可變電阻來控制通電輥側(cè)電壓大小介于10~200v。使箔材在經(jīng)過通電托輥時帶正電荷,涂布過程中漿料濕膜在接觸帶正電箔材后,漿料內(nèi)帶電負性的粘結(jié)劑在靜電吸引力作用下向箔材處遷移,從而使?jié)衲ぶ姓辰Y(jié)劑在箔材側(cè)富集,達到提升粘結(jié)力,防止開裂,拓寬涂布窗口的效果。

5、所述箔材為銅箔、涂炭銅箔、鋁箔、涂炭鋁箔中的一種,優(yōu)選的,采用銅箔或涂炭銅箔;

6、所述涂布后濕膜層厚度為60~200μm,優(yōu)選100~150μm。

7、本發(fā)明中,高溫烘箱的溫度在50℃~150℃之間,涂布速度在3m/min~60m/min,烘箱長度為3~60m,經(jīng)過高溫烘箱水分揮發(fā),完成干燥,形成干膜。

8、所述漿料中粘接劑包含羧甲基纖維素鈉(cmc)、聚丙烯酸及其酯類化合物(paa)中的一種或兩種;

9、在一個具體的實施方式中,所述漿料包含石墨、炭黑、丁苯橡膠、粘接劑cmc或paa、去離子水。

10、按照質(zhì)量份,所述漿料包含石墨47~48份、炭黑0.25~0.5份、丁苯橡膠0.75~1份、粘接劑cmc或paa為0.4~0.5份,去離子水45~55份。

11、所述漿料的zeta電位小于0mv,優(yōu)選的,zeta電位小于-30mv。

12、另一方面,本發(fā)明還提供了采用上述方法制備的極片。

13、采用上述的技術(shù)方案,具有如下的技術(shù)效果:

14、1、使用此法涂布生產(chǎn)的極片,靜電吸引力使得粘結(jié)劑在箔材底部富集,極片剝離粘結(jié)力顯著提高;

15、2、由于粘結(jié)劑定向偏移使得涂布重量窗口增大,減少涂布過程中極片開裂的產(chǎn)生;

16、3、高粘結(jié)力避免了制程極片邊緣掉粉,降低電芯自放電和短路的風(fēng)險;

17、4、以此種方法制作的電芯具有循環(huán)衰減慢的優(yōu)點。



技術(shù)特征:

1.一種高粘結(jié)力極片的制備方法,所述方法包含以下步驟:

2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述箔材為銅箔、涂炭銅箔、鋁箔、涂炭鋁箔中的一種,優(yōu)選的,采用銅箔或涂炭銅箔。

3.如權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述涂布后濕膜層厚度為60~200μm,優(yōu)選100~150μm。

4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的方法,其特征在于,高溫烘箱的溫度在50℃~150℃之間,涂布速度在3m/min~60m/min,烘箱長度為3~60m。

5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的方法,其特征在于,所述漿料中粘接劑包含羧甲基纖維素鈉(cmc)、聚丙烯酸及其酯類化合物(paa)中的一種或兩種。

6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的方法,其特征在于,所述漿料包含石墨、炭黑、丁苯橡膠、粘接劑cmc或paa、去離子水。

7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的方法,其特征在于,所述漿料的zeta電位小于0mv,優(yōu)選的,zeta電位小于-30mv。

8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的方法制備的極片。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種高粘結(jié)力電池涂布工藝,包含以下步驟:箔材在放卷模塊由托輥牽引經(jīng)過涂布模塊,漿料在箔材上表面形成濕膜層得到帶料箔材,帶料箔材由托輥通過高溫烘箱的烘干模塊,最后通過收卷機構(gòu)得到帶干膜的膜卷;所述干燥烘箱的托輥連接外置直流電源的正極,外置直流電源的負極連接接地模塊;同時通過變壓模塊接入變壓器和可變電阻來控制通電輥側(cè)電壓大小介于10~200V。本發(fā)明可以顯著提升箔材與活性材料之間的粘結(jié)力、拓寬涂布重量窗口、改善電芯循環(huán)衰減。

技術(shù)研發(fā)人員:李苗苗,張法,王宇航
受保護的技術(shù)使用者:萬華化學(xué)(煙臺)電池材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/6/26
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