[發明專利]一種水性磷酸鐵鋰電池正極片涂布加工方法

有效

• 申請號: 201410453810.2
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104259075A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 李齊云;陳宇杰
• 申請（專利權）人: 中山市電贏科技有限公司
• 主分類號: B05D1/38
• 分類號: B05D1/38;H01M4/139
• 代理公司: 中山市科創專利代理有限公司 44211
• 代理人: 謝自成

【技術領域】

本發明涉及一種水性磷酸鐵鋰電池正極片涂布加工方法；更具體地說是涉及一種正、反兩面的涂布面密度均為200～600g/m²的水性鋰電池正極片的涂布加工方法。

【背景技術】

目前已普及的各種電池體系中，鋰離子電池由于其高能量密度的特性，已經廣泛應用在數碼產品、電動玩具，以及電動工具、電動汽車等領域；而如何進一步提高其能量密度也一直是研究的重點。

鋰電池內部一般由正極材料及其集流體、負極材料及其集流體、電解液、隔膜、外殼等部分組成。其中正極材料含量和負極材料含量按一定比例配對，共同決定電池的容量，而其它組成部分只起到構成電池體系的作用，本身并不提供容量。在鋰電池各組份都已經確定的前提下，要提高其能量密度，唯一途徑就是提高正極材料和負極材料在電池中的比例，則分別提高正、負極材料在其集流體上單位面積的敷料量，也就是正、負極片的涂布面密度。

鋰電池生產過程中，正、負極片的涂布是其中最關鍵的工藝步驟。根據目前的技術水平，相對于負極片，提高正極片涂布面密度的難度更大。對于正極片，現行的常規涂布方法是，在集流體的二面分別涂布，烘干。在這種工藝下，正極片的涂布面密度基本已經接近上限，如再過度提高，在涂布、極片處理，甚至鋰電池以后的使用過程中，都極易出現脫粉現象，嚴重影響電池的加工可靠性和各種使用性能。若能改變涂布方式，在不出現脫粉現象的前提下顯著地提高正極片的面密度，則能夠大大提高鋰電池的能量密度。

【發明內容】

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種能提高正極片的涂布輔料量，顯著地提高正極片的面密度，能夠大大提高鋰電池的能量密度的鋰電池正極片涂布加工方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種水性磷酸鐵鋰電池正極片涂布加工方法，其特征在于步驟如下：

步驟一、正極漿料片的制備；

正極漿料片由磷酸鐵鋰、導電劑、水性粘結劑與作為溶劑的水混合而成；其中，所述的磷酸鐵鋰的質量比為90～97％，所述的導電劑的質量比為1～7％，所述的水性粘結劑的質量比為1.5～6％；

步驟二、第一個正面的單面涂布；

調節涂布口的出料寬度，將所制備的正極漿料均勻涂布在集流體的正面，然后烘干，再測試面密度，目標的單面涂布面密度為100g/m²；

步驟三、第一個反面的單面涂布；

固定涂布口的出料寬度，翻轉正面已涂布的集流體，將所制備的正極漿料均勻涂布在集流體的反面，然后烘干；

步驟四、涂布面密度的遞次增加；

將上述步驟所得的正極片再次翻轉至正面，均勻涂布上所制備的正極漿料，然后烘干；之后正極片再次翻轉至反面，并再次均勻涂布正極漿料，烘干；重復本步驟中在正面和反面涂布漿料步驟直至正、反兩面的涂布面密度是相等或近似相等的，而且涂布面密度在200～600g/m²范圍內。

如上所述的一種水性磷酸鐵鋰電池正極片涂布加工方法，其特征在于所述的步驟一中所述的磷酸鐵鋰的質量比為94.5％，所述的導電劑質量比為2.5％，所述的水性粘結劑質量比為3％。

如上所述的一種水性磷酸鐵鋰電池正極片涂布加工方法，其特征在于所述的步驟四中每翻轉涂布一次，涂布的面密度增加100g/m²。

如上所述的一種水性磷酸鐵鋰電池正極片涂布加工方法，其特征在于所述的步驟三中集流體反面的目標涂布面密度為180-200g/m²。

如上所述的一種水性磷酸鐵鋰電池正極片涂布加工方法，其特征在于所述的步驟四中每翻轉涂布一次，涂布的面密度增加180-200g/m²，將所得的正極片再次翻轉至正面；最后一次涂布前，重新調節涂布口的出料寬度，將正極漿料均勻涂布在集流體的正面，然后烘干，并測試厚度，直至正面的涂布面密度分別為300-450g/m²，反面的涂布面密度分別為400-540g/m²。

如上所述的一種水性磷酸鐵鋰電池正極片涂布加工方法，其特征在于所述的粘結劑是聚偏氟乙烯有機粘結劑、羧甲基纖維素鈉粘結劑、丁苯橡膠粘結劑中的其中一種。

如上所述的一種水性磷酸鐵鋰電池正極片涂布加工方法，其特征在于所述的集流體是鋁箔、鋁網、鎳網中的其中一種。