[發明專利]一種制備極片表涂更加致密陶瓷圖層的方法及電池

在審

• 申請號: 201710652569.X
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107565089A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 張廣忠;劉冀鵬;邢桃峰
• 申請（專利權）人: 天津市捷威動力工業有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 薛萌萌

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，尤其是涉及一種制備極片表涂更加致密陶 瓷圖層的方法及電池。

背景技術

鋰離子電池的安全性能和使用壽命一直以來都是大家關注的焦點，尤其 動力電池的快速發展應用使得人們對鋰離子電池的安全性能和使用壽命更 加關心，動力電池性能的提升也更加的迫切，離子電池專業人員也一直做著 不懈的努力，極片的表涂工藝就應運而生。

極片表涂就是在鋰離子電池極片表面涂覆一層薄薄的陶瓷涂層，陶瓷涂 層具有絕緣性、離子導通性和較強的機械性能，能夠有效防止電芯的內部微 短路，提高電池的抗振動、擠壓、針刺等安全測試的能力，且表涂后涂層對 極片起到一定支撐作用防止電池循環后期極片的坍塌、粉碎。

目前極片表涂普遍采用的是在負極表面涂覆Al₂O₃陶瓷漿料，因為陶瓷 漿料的溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)有機溶劑，NMP對負極石墨有一定的 浸潤性，這就導致負極石墨在表涂后有一定的膨脹，表現為負極片的增厚。 當陶瓷涂層在3-5μm時，負極片總的增厚在6-10μm。且如果陶瓷涂層因與 極片粘結力不強掉粉嚴重，這樣就達不到對電池性能提高的目的甚至因陶瓷 粉料的脫落導致異物的聚集對電池的性能產生不良的影響。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種制備極片表涂更加致密陶瓷圖層的方法 及電池，以解決目前陶瓷漿料在極片表面進行涂覆，涂層粘結力不足極易造 成掉粉現象，不僅失去了提高電池性能的作用，也給電芯安全及電性能造成 隱患，且表涂極片反彈量太大且陶瓷涂層結構疏松，較大的反彈使得電芯的 厚度得不到保障，陶瓷涂層疏松對電池安全性能的影響達不到理想的效果等 問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種制備極片表涂更加致密陶瓷圖層的方法，包括如下步驟：

1)漿料配置：將陶瓷主料Al₂O₃、粘結劑BM520B、溶劑NMP攪拌混 合配置成漿料，漿料固含量在35％～45％(質量分數)；

2)涂布：80～100℃下將所述漿料表涂在負極片上。

優選的，所述漿料中陶瓷主料Al₂O₃占總漿料的34.3～44.4％(質量分 數)；

優選的，所述粘結劑BM520B膠液占總漿料的8.6～11.1％(質量分數)；

優選的，所述粘結劑BM520B為10％固含膠液，保存環境溫度為15～ 45℃。

優選的，所述漿料的細度≤0.2μm。

優選的，所述漿料粘度為150～350mPa·s。

優選的，表涂面密度范圍為0.53～0.57mg/cm²。

優選的，所述步驟1)中，按比例先將陶瓷主料Al₂O₃和NMP混合，公 轉慢速攪拌在20～25轉/分鐘，自轉快速攪拌在1500～2000轉/分鐘，慢速、 快速同時攪拌，攪拌均勻得混合液；再將粘結劑BM520B按比例加入上述混 合液中，慢速攪拌在20～25轉/分鐘，快速攪拌在1500～2000轉/分鐘，慢 速、快速同時攪拌均勻；檢測漿料粘度及細度，若粘度未達到150～350mPa ·s或細度未達到≤0.2μm，再次公轉慢速攪拌在20～25轉/分鐘，自轉快速 攪拌在2500～3500轉/分鐘，慢速、快速同時進行至粘度達到150～350mPa ·s，細度≤0.2μm。

優選的，將所述漿料轉運至涂布處時壓力保持真空-0.098～-0.095MPa。

相對于現有技術，本發明所述的制備極片表涂更加致密陶瓷圖層的方法 具有以下優勢：

本發明所述的制備極片表涂更加致密陶瓷圖層的方法能夠提高負極片 表面陶瓷圖層的致密度，使涂層與負極片的粘接力更強，降低了極片表涂后 的反彈量，使得電芯在滿足加工性能的同時，安全性能和電性能得到最大的 提升。本發明通過對陶瓷漿料粘結劑和固含量的調整，使得表涂在滿足涂層 厚度3-5μm的同時縮小了極片的反彈，從而控制了電芯的總體厚度，使得電 池在一個良好的加工范圍內。粘結劑的改變同時使得表涂后電芯在整個裝配 和后期循環過程中均能粘貼在負極片表面，大大減輕了陶瓷涂層脫落的情 況。

一種電池，包括使用上述的制備極片表涂更加致密陶瓷圖層的方法制備 的負極片，負極片涂布后增厚6～10μm。

優選的，負極片，表涂涂層厚度3～5μm