[發(fā)明專利]鋰電池的箔材預(yù)涂敷方法及其裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110200995.2
• 申請(qǐng)日: 2011-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102284406A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董峰;史離全;張景國(guó);茹永軍;周偉英;周青山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萬(wàn)向電動(dòng)汽車有限公司;萬(wàn)向集團(tuán)公司
• 主分類號(hào): B05D1/26
• 分類號(hào): B05D1/26;B05D3/02;B05C5/02;B05C11/10
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種箔材的預(yù)涂敷方法及其裝置，更具體地說(shuō)，它涉及一種鋰離子充電電池的箔材預(yù)涂敷方法及其裝置。

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背景技術(shù)

鋰電池是綠色的高能充電電池，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，它的性能不斷提升，在便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車、能源儲(chǔ)備、國(guó)防工業(yè)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。箔材是鋰離子電池極片的組成部分，現(xiàn)在的鋰電池雖然性能比較優(yōu)越，但是在制作工藝上也存在一些問(wèn)題，如電極漿料的活性物質(zhì)與基體箔材的粘結(jié)力較小，電極漿料的活性物質(zhì)容易脫落，從而導(dǎo)致鋰電池的能量密度和功率密度降低、一致性變差、循環(huán)使用壽命變短、阻抗和內(nèi)阻變大。現(xiàn)在解決這個(gè)問(wèn)題的辦法主要是通過(guò)增加漿料粘結(jié)劑的用量或者通過(guò)化學(xué)腐蝕、電暈等特殊處理方法預(yù)處理箔材，但是粘結(jié)劑用量的增加會(huì)引起一系列的電池性能的不良影響，包括電池內(nèi)阻的增大、能量密度和功率密度的降低、循環(huán)壽命變短、電池發(fā)熱量上升等。化學(xué)腐蝕、電暈等特殊處理會(huì)對(duì)箔材產(chǎn)生一定程度的表面損傷，降低箔材的強(qiáng)度，影響后續(xù)的現(xiàn)場(chǎng)加工。

中國(guó)專利公告開(kāi)號(hào)CN101174685A，公開(kāi)日2008年5月7日，發(fā)明的名稱為一種鋰離子電池正極或負(fù)極極片及其涂布方法，正、負(fù)極極片依次由箔材、導(dǎo)電膠薄層、電極活性材料層組成，先將導(dǎo)電膠乳液涂敷在箔材上形成導(dǎo)電膠薄層，再將電極漿料材料涂敷在導(dǎo)電膠薄層上形成電極活性材料層，在涂敷的過(guò)程中是將導(dǎo)電膠乳液放在導(dǎo)電膠槽中，將電極漿料材料放在漿料槽，涂敷時(shí)導(dǎo)電膠乳液從導(dǎo)電膠槽中涂敷到箔材上形成導(dǎo)電膠薄層，經(jīng)過(guò)烘干后，電極漿料材料從漿料槽中涂敷到導(dǎo)電膠薄層上形成電極活性材料層，然后烘干，最后將經(jīng)過(guò)涂敷的箔材制成電極。由于在涂敷的過(guò)程中，導(dǎo)電膠乳液和電極漿料材料是直接從導(dǎo)電膠槽和漿料槽中涂敷到箔材上的，這樣涂敷的厚度和均勻性就很難控制，而且涂敷層容易從箔材上脫落下來(lái)。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了鋰電池電極漿料的活性物質(zhì)與基體箔材的粘結(jié)力較小，電極漿料的活性物質(zhì)容易脫落的不足，提供了一種鋰電池的箔材預(yù)涂敷方法及其裝置，通過(guò)該方法對(duì)鋰電池的箔材進(jìn)行預(yù)涂敷后，大大提高了電極漿料的活性物質(zhì)與基體箔材的粘結(jié)力，電極漿料的活性物質(zhì)不易脫落，極大地改善了鋰電池的性能。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種鋰電池的箔材預(yù)涂敷方法，包括導(dǎo)電膠的制備和箔材的預(yù)涂敷；（a）導(dǎo)電膠的制備，將粘結(jié)劑溶解在溶劑中制成膠液，再將導(dǎo)電劑均勻分散到膠液中制成導(dǎo)電膠，然后抽真空除氣泡1-2小時(shí)；（b）箔材的預(yù)涂敷，箔材設(shè)置在涂布裝置上，導(dǎo)電膠經(jīng)過(guò)上料機(jī)構(gòu)到達(dá)涂布頭，涂布頭靠近箔材表面位置，導(dǎo)電膠通過(guò)涂布頭并從涂布頭噴出涂敷在箔材表面上，涂敷了導(dǎo)電膠的箔材經(jīng)過(guò)烘干成為一種預(yù)涂敷箔材。本方案包括導(dǎo)電膠的制備和箔材的預(yù)涂敷兩個(gè)過(guò)程，導(dǎo)電膠制成之后抽真空除氣泡1-2小時(shí)，去除導(dǎo)電膠中的氣泡，使導(dǎo)電膠更加均勻穩(wěn)定，制成后的導(dǎo)電膠粘性好，電學(xué)性能優(yōu)越。經(jīng)過(guò)抽真空后的導(dǎo)電膠再經(jīng)過(guò)上料機(jī)構(gòu)的處理和輸送到達(dá)涂布頭，并從涂布頭噴出到達(dá)箔材的表面。通過(guò)控制涂布頭噴頭的寬度控制箔材的涂布寬度，上料機(jī)構(gòu)給涂布頭提供壓力使導(dǎo)電膠受到壓力的作用從噴頭噴出而不是受重力作用從噴頭流出。這樣使導(dǎo)電膠噴涂到箔材上后粘結(jié)力更大，不易脫落，極大改善鋰電池的性能。

作為優(yōu)選，所述粘結(jié)劑至少包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯的一種，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，導(dǎo)電劑包括導(dǎo)電碳黑、乙炔黑、石墨乳、納米碳纖維、碳納米管以及導(dǎo)電聚合物的一種或者多種復(fù)合，粘結(jié)劑與溶劑的質(zhì)量比為1:6-10，導(dǎo)電劑與粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1-3:1。這些材料的粘結(jié)劑、溶劑和導(dǎo)電劑比配制成的導(dǎo)電膠粘性好，電學(xué)性能優(yōu)越。

作為優(yōu)選，所述膠液的固含量為1%-8%，粘度為1000mPa·s-6000mPa·s；導(dǎo)電膠的固含量為2%-12%，細(xì)度為2um-10um，粘度為800mPa·s-3000mPa·s。保證導(dǎo)電膠的粘度，使導(dǎo)電膠涂敷到箔材上之后粘結(jié)力高，不易脫落。