[發(fā)明專利]一種硅碳負(fù)極極片的制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710966125.3
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN107819105A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳萍;馬留可;李慧
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/04
• 分類號(hào): H01M4/04;H01M4/133;H01M4/66;H01M4/80;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥市長遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙)34119
• 代理人: 段曉微,葉美琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅碳負(fù)極極片的制作方法。

背景技術(shù)

隨著2016年最新國家補(bǔ)貼政策的頒布，鋰離子電池能量密度的提升成為現(xiàn)階段各個(gè)鋰離子電池制造商最為關(guān)注的問題之一。目前，無論是在NCM體系還是LFP體系中，使用成熟的負(fù)極材料為石墨。石墨負(fù)極的理論克容量為372mAh/g，通過材料制造體系及材料使用體系二者的共同努力，目前石墨負(fù)極在全電池中的克容量發(fā)揮已經(jīng)達(dá)到355mAh/g，達(dá)到理論值的95％以上，石墨負(fù)極的應(yīng)用已經(jīng)接近極限。硅基負(fù)極材料由于豐富的儲(chǔ)量和超高的理論比容量正逐漸成為電池企業(yè)和鋰電材料改善負(fù)極的最優(yōu)選擇，是最具潛力的下一代鋰離子電池負(fù)極材料之一。

但是，硅基材料在實(shí)際使用過程中也存在較為明顯的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：1)在電池的充放電過程中會(huì)引起硅體積的嚴(yán)重膨脹，巨大的體積效應(yīng)及較低的導(dǎo)電性嚴(yán)重影響了硅基負(fù)極材料制成的全電池的循環(huán)壽命，同時(shí)嚴(yán)重制約了負(fù)極材料制程參數(shù)中涂覆面密度和壓實(shí)密度；2)硅作為半導(dǎo)體，導(dǎo)電性能比石墨負(fù)極差很多，鋰離子脫嵌過程中的不可逆程度大，所以硅基負(fù)極材料的首次庫倫效率很低，會(huì)影響電池正常容量發(fā)揮。

因此，提升電池能量密度必須要增加單位面積集流體上硅基負(fù)極材料的涂覆量和壓實(shí)密度。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種硅碳負(fù)極極片的制作方法，本發(fā)明操作簡單，制備得到的硅碳負(fù)極極片具有較高的涂覆量和壓實(shí)密度。

本發(fā)明提出的一種硅碳負(fù)極極片的制作方法，包括如下步驟：將硅碳負(fù)極漿料均勻涂覆在銅箔集流體的兩面得到硅碳負(fù)極極片，其中，銅箔集流體上帶有均勻分布的微孔，銅箔集流體的一面為A面，另一面為B面；

涂覆工藝為：先在A面涂覆重量不超過1/4面密度的硅碳負(fù)極漿料，紅外烘干，再在A面涂覆剩余的硅碳負(fù)極漿料，烘干，然后涂覆B面，烘干得到硅碳負(fù)極極片；或先在A面涂覆重量不超過1/4面密度的硅碳負(fù)極漿料，紅外烘干，然后涂覆B面，烘干，再在A面涂覆剩余的硅碳負(fù)極漿料，烘干得到硅碳負(fù)極極片。

優(yōu)選地，銅箔集流體的抗拉強(qiáng)度為300Mpa以上。

優(yōu)選地，銅箔集流體的孔隙率為14-20％，微孔孔徑為70-120目。

優(yōu)選地，在A面涂覆重量不超過1/4面密度的硅碳負(fù)極漿料時(shí)，涂布機(jī)的速度為80m/min以上，涂布機(jī)頭與烘箱的間距為1m以內(nèi)，涂布機(jī)的烘箱內(nèi)設(shè)置紅外烘干設(shè)備。

優(yōu)選地，硅碳負(fù)極漿料的粘度為5000-10000mPa.s。

上述面密度為單位面積的集流體一面需涂覆負(fù)極漿料的重量，是本領(lǐng)域常用表述方法。

本發(fā)明操作簡單，選用帶有微孔的銅箔作為集流體，能夠改善高壓實(shí)條件下硅碳負(fù)極漿料與剛性集流體之間的結(jié)合，緩解電池循環(huán)過程中硅碳負(fù)極漿料的吸液膨脹及至脫落；分三步對集流體進(jìn)行硅碳負(fù)極漿料涂覆，并與微孔銅箔相互配合，使得制備得到的硅碳負(fù)極極片具有較高的涂覆量和壓實(shí)密度，從而提升了電池的能量密度。

具體實(shí)施方式

下面，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

一種硅碳負(fù)極極片的制作方法，包括如下步驟：將粘度為5000mPa.s硅碳負(fù)極漿料均勻涂覆在銅箔集流體的兩面得到硅碳負(fù)極極片，其中，銅箔集流體上帶有均勻分布的微孔，銅箔集流體的抗拉強(qiáng)度為400Mpa，銅箔集流體的孔隙率為20％，微孔孔徑為70目，銅箔集流體的一面為A面，另一面為B面；

涂覆工藝為：先在A面涂覆重量為1/5面密度的硅碳負(fù)極漿料，紅外烘干，再在A面涂覆剩余的硅碳負(fù)極漿料，烘干，然后涂覆B面，烘干得到硅碳負(fù)極極片，其中，在A面涂覆重量為1/5面密度的硅碳負(fù)極漿料時(shí)，涂布機(jī)的速度為100m/min，涂布機(jī)頭與烘箱的間距為0.8m，涂布機(jī)的烘箱內(nèi)設(shè)置紅外烘干設(shè)備。

實(shí)施例2

一種硅碳負(fù)極極片的制作方法，包括如下步驟：將粘度為10000mPa.s硅碳負(fù)極漿料均勻涂覆在銅箔集流體的兩面得到硅碳負(fù)極極片，其中，銅箔集流體上帶有均勻分布的微孔，銅箔集流體的抗拉強(qiáng)度為500Mpa，銅箔集流體的孔隙率為14％，微孔孔徑為120目，銅箔集流體的一面為A面，另一面為B面；