[發明專利]一種降低電極極片制備過程中集流體起皺的方法

有效

• 申請號: 201910345181.4
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110021736B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 張亦弛;魏成卓;杜雙龍;陽偉強;呂正中;劉金成
• 申請（專利權）人: 湖北億緯動力有限公司
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139;H01M4/64;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種降低電極極片制備過程中集流體起皺的方法，6～8μm集流體依次進行涂布、碾壓和模切制備電極極片，通過對涂布過程的張力調整、碾壓過程的過輥角度的調整和模切過程中主牽引輥的輥縫調整，降低集流體起皺。本發明通過調控涂布、碾壓和模切過程的工藝，可以在6～8μm集流體上，防止集流體起皺的前提下，穩定的生產極片，進而提高了電池的能量密度和成品率。本發明所述正負極主材都在該材料的極限壓實范圍內，在保證極片的加工性能的同時，提高了電池內部空間利用率，從而提升電池能量密度。本發明通過引入輕量化設計的結構件，在滿足電池安全性能的同時減輕了電池的重量，提升了能量密度。

技術領域

本發明屬于電池制備工藝領域，具體涉及一種降低電極極片制備過程中集流體起皺的方法。

背景技術

鋰離子電池具有比能量高、工作電壓高、循環壽命長等優勢，自商業化以來得到了迅速的發展。隨著人們對新能源汽車的里程要求越來越高，高比能電池成為行業的趨勢，鋰離子電池的能量密度和正、負極片活性物質的選取以及整個制備工藝密切相關，現有的鋰離子電池正極材料活性物質有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰等。

與三元材料相比，磷酸鐵鋰具有長壽命，安全性能優異且易于加工的優勢，但能量密度僅為120Wh/kg左右，現階段對高能量密度的需求使得提高磷酸鐵鋰電池的能量密度更加迫切。然而現有技術中，集流體的厚度過大嚴重拉低了電池的能量密度，然而厚度較小的集流體易起皺，難以穩定生產，成品率較低，并且影響極片的性能。

CN207282617U公開了一種高能量密度方形鋁殼鋰離子電池，包括：兩個卷繞方向呈鏡像且并聯的卷芯，每一所述卷芯均由負極片、正極片和單面陶瓷隔膜卷繞而成，一所述卷芯收尾處的所述正極片比所述負極片長，另一所述卷芯收尾處的所述負極片比所述正極片長。所述鋰離子電池無法解決集流體的厚度過大的問題，且提升的能量密度有限。

CN108899475A公開了一種高能量密度鋰離子電池。所述鋰離子電池包括正極極片、負極極片、隔膜，所述正極極片上涂覆有正極活性材料，所述負極極片上涂覆有負極活性材料，所述正極極片的壓實密度為其極限壓實密度2.4～2.55g/cm³，面密度為360～380g/m²，所述負極極片的壓實密度為1.4～1.50g/cm³，厚度為115～125μm。所述鋰離子電池無法解決集流體的厚度過大的問題，其能量密度148Wh/kg無法滿足高比能鋰離子電池的要求。

因此，本領域亟需一種新型鋰離子電池的制備方法，所述方法能有效解決鋰離子電池中集流體厚度過大，導致能量密度較低，厚度較小的集流體易起皺，難以穩定生產，成品率較低的問題，進而進一步提升電池的能量密度，并且制備過程簡單，可工業化生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種降低電極極片制備過程中集流體起皺的方法，所述方法能有效解決鋰離子電池中集流體厚度過大(一般為8～16μm)，導致能量密度較低，厚度較小的集流體易起皺，難以穩定生產，成品率較低的問題，進而進一步提升電池的能量密度，并且制備過程簡單，可工業化生產。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的目的之一在于提供一種降低電極極片制備過程中集流體起皺的方法，對6～8μm厚的集流體依次進行涂布、碾壓和模切制備電極負極片，通過對涂布過程的張力、碾壓過程的過輥角度的調整和模切過程中主牽引輥的輥縫調整降低集流體起皺。

本發明通過調控涂布、碾壓和模切過程的工藝，可以在厚度為6～8μm的集流體上，防止集流體起皺的前提下，穩定的生產負極片，進而提高了電池的能量密度和成品率，能量密度可達183Wh/kg，成品率可達100％。

優選地，所述集流體為負極集流體。

優選地，所述負極集流體為銅箔。