[發明專利]制備鋰錳一次電池正極極片的高粘度漿料連續涂布方法

無效

• 申請號: 201310258416.9
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103357557A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 皮正杰;李節賓;白宏永;李磊;孟慶英;李軍升;任冰;王靜;張宏皓
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第二一三研究所
• 主分類號: B05D1/28
• 分類號: B05D1/28;B05C19/04;B05C11/02;H01M4/04;H01M4/08
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及鋰錳一次電池的制造領域，具體涉及一種用于制備鋰錳一次電池正極極片的高粘度漿料連續涂布方法。

背景技術

鋰金屬一次電池是已知化學電源中比能量最高的系列之一，其中鋰錳一次電池又是最安全的一種。在無線射頻識別技術物聯網、煙感報警器、智能電子儀表等應用領域均有著廣泛的市場，具有高安全性、高可靠性、高比能量、高環境適應性、儲存性能好（無電壓滯后）及性價比優越等特點。

鋰錳一次電池現有的涂布方法包括輥壓法及涂膏法。輥壓法是將二氧化錳、導電劑、石墨及粘結劑充分混合并加入無水乙醇，滾壓成薄片，經裁剪后再將兩片裁好的薄片滾壓在基體兩側，多次輥壓后達到設計厚度。涂膏法是用專用刮板將配好的粘稠狀物涂布在泡沫鎳或三維鋁基體上，填充三維網格空隙中，然后經烘干后滾壓和裁剪。以上兩種方法都存在以下缺點：1)無法連續工作生產：上述兩種方法制備過程不連續，工藝相對復雜，大量的手工操作影響生產效率和正極極片品質；2）輥壓法適合生產較厚的正極極片，而涂膏法適合生產較薄的正極極片，但是極片厚度不易控制；3）輥壓法需要加入石墨來增加料片的延展性，這樣卻導致了電池性能的降低。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種用于制備鋰錳一次電池正極極片的高粘度漿料連續涂布方法，將配置好的高粘度漿料經輥壓擠出后連續輥壓在基體兩側，連續出料，可以根據需要進行裁剪，減少了之后的輥壓次數，提高了生產效率和產品一致性；調節各個輥間隙調整料片的厚度，保證了料片厚度的均勻性；減少了添加劑的添加，提高了極片的性能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

將經200℃～600℃熱處理2-20h后的電解二氧化錳與導電炭黑混合0.1-10h，然后加入含極性醇類溶劑的去離子水或蒸餾水，繼續混合0.1-10h，得到濕的混合物；接著加入鋰電池常用粘結劑的水溶液繼續混合0.5-60min，即得到高粘度漿料；上述電解二氧化錳、導電炭黑和鋰電池常用粘結劑的質量比為70～95：2～10：3～20，極性醇類溶劑和去離子水或蒸餾水的質量比為0.01～5：100，最終制得的高粘度漿料的液固質量比為25～45：100；將高粘度混合漿料制成粒狀，經涂布輥輥壓后成為連續片狀并經輥壓后粘結在集流體兩側，連續制備出厚度均勻的正極料片，經烘干、輥壓、裁切及清粉工序處理后即得到所需的正極極片。

所述的極性醇類溶劑包括乙醇、異丙醇或正丁醇。

所述的鋰電池常用粘結劑包括聚四氟乙烯（PTFE）、羧甲基纖維素鈉（CMC）、聚乙烯醇（PVA）、聚烯烴類（PP、PE）、改性SBR橡膠、弗化橡膠、聚氨酯及聚偏二氟乙烯（PVDF/NMP）。

本發明的有益效果是：所述正極極片的厚度及均勻一致性的實現方法：調節各個涂布輥的間隙，不同的間隙即可制備出不同厚度的正極極片；連續涂布保證了制備的正極極片的質量及均勻一致性。

所述較高性能的正極極片的實現原理：提高正極極片中電解二氧化錳實際的含量，不需要加入石墨增加極片延展性，從而消除了石墨添加劑對性能的不利影響，同時也提高了正極極片的性能。

所述正極極片涂布高效率的實現方法：使用高粘度漿料以減少水含量，以及釆用連續涂布工藝，從而實現高速涂布，提高生產效率。

附圖說明

圖1是本發明用涂布機的結構的示意圖；

圖中，1-涂布輥1；2-涂布輥2；3-涂布輥3；4-涂布輥4；5-料斗，6-集流體，A-轉向。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施例。