[發明專利]負極極片的制備方法及電化學裝置

有效

• 申請號: 201310419740.4
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103474623A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 陳輝;江輝;張新枝;修倩;孫成棟;鄭義
• 申請（專利權）人: 東莞新能源科技有限公司;寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨;劉春成

技術領域

本發明涉及電化學裝置領域，尤其涉及一種負極極片的制備方法及電化學裝置。

背景技術

在電化學裝置（例如鋰離子電池）的電極片的制作工藝中，可以采用油性有機粘結劑，也可以采用水性有機粘結劑。然而相對于油性有機粘結劑，水性有機粘結劑更環保，因而更適合于大規模應用。但是在采用水性有機粘結劑時且在烘烤電極片的過程中，水性有機粘結劑很容易發生上浮，因而會在電極片的表面形成致密的有機物層，進而導致電極片的孔隙率下降、電極片內部不易被電解液完全浸潤或浸潤速度慢、離子在電極片中的傳輸性能降低等。例如鋰離子電池的負極極片通常會采用水性有機粘結劑羧甲基纖維素鈉（CMC）和丁苯橡膠（SBR）。在電極片的制作過程中，SBR很容易上浮，因而通常會得到表面具有致密SBR層的負極極片；這種負極極片的孔隙率較低、電解液浸潤性差、電化學性能也較差。

因此需要采取措施以除去電極片表面形成的有機物粘結劑層。目前兩種方法可去除電極片表面的有機物粘結劑層，（1）物理法：將例如綠膠帶之類的具有粘性的物體貼在電極片上，然后撕下，可除去部分電極片表面的致密層，然而該方法難以保證均勻性，往往導致電極片表面凹凸不平，難以保證產品質量；（2）激光法：可通過激光進行一個一個點的燒結，以除去表面的有機物層，然而激光的能量比較高，因此存在與活性材料發生反應的可能性，而且處理效率很低且均勻性差，難以在生產上推廣。

發明內容

鑒于背景技術存在的問題，本發明的目的在于提供了一種負極極片的制備方法及電化學裝置，其能有效且均勻地處理負極極片表面的有機物粘結劑層，改善負極極片的孔隙率，提高負極極片的浸潤能力，進而提高電化學裝置的電化學性能。

為了實現上述目的，在本發明的第一方面，本發明提供了一種負極極片的制備方法，包括步驟：將負極活性物質、增稠劑以及水性有機粘結劑于去離子水中均勻混合以制備成負極漿料，并將所述負極漿料涂覆在集流體上，進行干燥處理得到預處理的負極極片；將預處理的負極極片送入富氧氣氛或空氣氣氛中，用UV光照射；將在富氧氣氛或空氣氣氛中經UV光照射后的預處理的負極極片在干燥房中進行表面清潔處理，得到負極極片。

在本發明的第二方面，本發明提供了一種電化學裝置，其包括根據本發明第一方面所述的負極極片的制備方法制備的負極極片。

本發明的有益效果如下：

通過在富氧氣氛或空氣氣氛中用UV光照射負極極片，本發明可有效地除去負極極片表面致密的有機物粘結劑層，增大負極極片表面的孔隙率，大幅度提高負極極片的浸潤能力，改善電化學裝置的電化學性能。

附圖說明

圖1為本發明的實施例和對比例的負極極片吸液時間；

圖2為本發明的實施例和對比例的鋰離子電池的倍率性能。

具體實施方式

下面詳細說明根據本發明的負極極片的制備方法及電化學裝置的實施例。

首先說明根據本發明第一方面的負極極片的制備方法。

根據本發明第一方面的負極極片的制備方法包括步驟：將負極活性物質、增稠劑以及水性有機粘結劑于去離子水中均勻混合以制備成負極漿料，并將所述負極漿料涂覆在集流體上，進行干燥處理得到預處理的負極極片；將預處理的負極極片送入富氧氣氛或空氣氣氛中，用UV光照射；將在富氧氣氛或空氣氣氛中經UV光照射后的預處理的負極極片在干燥房中進行表面清潔處理，得到負極極片。

通過在富氧氣氛或空氣氣氛中用UV光照射負極極片，即通過采用紫外-臭氧法處理負極極片的表面，可使負極極片表面的高分子化合物（即水性有機粘結劑層中的物質）的化學鍵斷裂，從而將其氧化分解為氣體小分子逸出，即有效并均勻地氧化除去負極極片表面的有機物粘結劑層，因此大大提高負極極片表面的孔隙率，有助于提高負極極片的浸潤能力，進而提高電化學裝置的電化學性能。

在根據本發明第一方面的負極極片的制備方法中，還可包括壓實處理步驟，所述壓實處理步驟可在將預處理的負極極片送入富氧氣氛或空氣氣氛之前進行或在干燥房中進行表面清潔處理之后進行。優選地，所述壓實處理為冷壓處理。

在根據本發明第一方面的負極極片的制備方法中，還可包括分條、焊接極耳和切片步驟，所述分條、焊接極耳和切片步驟可在將預處理的負極極片送入富氧氣氛或空氣氣氛之前進行或之后進行。

所述負極活性物質可為無機鹽、金屬單質、非金屬單質或金屬氧化物等負極活性材料。具體地，負極活性物質可為石墨、軟碳、硬碳、鈦酸鋰、Si、Sn、V、Ti或它們的氧化物中的一種或多種。