[發明專利]一種基于聚四氟乙烯粘結劑的水系離子電池的極片成型方法

有效

• 申請號: 201611148240.1
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN108232195B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 曾詩蒙;劉宇;賀詩陽;張永獻;賀健;夏驥;張娜;李錄平
• 申請（專利權）人: 上海硅酸鹽研究所中試基地;中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/04;H01M10/36;H01M4/02
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 鄭優麗;熊子君

1.一種基于聚四氟乙烯粘結劑的水系離子電池的厚極片成型方法，其特征在于，所述水系離子電池為水系鈉離子電池或水系鋰離子電池，所述極片成型方法采用球磨制作漿料聯合機械造粒的方式，包括：

步驟 1）以水系離子電池電極使用的陶瓷粉體和無機碳源導電劑為原料，使用水作為溶劑，加入聚四氟乙烯乳液作為粘結劑，球磨制得均勻漿料；所得漿料的固含量為10～60wt.%；粘結劑的含量為陶瓷粉體的5～20wt.%；

步驟 2）將所得漿料進行過濾得到濾餅，將得到的濾餅烘干得到干燥粉體；

步驟 3）將所得到的干燥粉體進行機械造粒、使用1～5 mm的網目過篩，得到粒度均勻的顆粒狀粉體；

步驟4）將得到的顆粒狀粉體采用干壓成型以等體積法壓片批量制備電池極片；

所述電池極片的厚度為0～3mm，強度為 4.5～10Mpa，極片孔隙率在 10～70%范圍內可調，質量誤差控制在2%以內。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述極片為正極極片或負極極片；正極極片的陶瓷粉體為LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiCoO₂、LiNiO₂、λ-MnO₂、NaMnO₂中的至少一種；負極極片的陶瓷粉體為NaTi₂(PO4)₃、LiTi₂(PO4)₃中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述導電劑為人造石墨、天然石墨、活性炭、石墨烯、碳黑、碳纖維、介孔碳中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟 1）包括：將陶瓷粉體、導電劑、溶劑和球磨珠按一定配比倒入球磨桶后，以150～300轉/分鐘的轉速球磨5小時以下得到第一漿料，其中使用氧化鋯作為球磨珠，料球比1:（3～6）；以及在所得的第一漿料中再加入粘結劑聚四氟乙烯，以200～300轉/分鐘的轉速混合球磨5小時以下。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟 2）中，過濾所使用的設備為板框式壓濾機或者是離心式過濾設備，選用50～100μm孔隙的濾布，脫水至一定濕度后，取得濾布上的固體，進一步使用烘箱烘干。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，烘箱設定溫度80～150℃。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4）中，采用粉體自動壓片成型機壓片。