[發明專利]一種干法電極極片制備方法、采用其制備得到的電極極片及用途

有效

• 申請號: 202011553241.0
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112687833B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 王亮;宋慶煥;王曉;鄭赫;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/139;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發明提供了一種干法電極極片制備方法、采用其制備得到的電極極片及用途，所述的干法電極極片制備方法包括：原料粉末混合后經加熱和纖維化后得到極片粉料，所述的極片粉料依次經垂直輥壓和水平輥壓后得到膜片，膜片與箔材一同進入貼合輥，輥壓成型得到電極極片。本發明提供的制備方法包括依次進行的干粉攪拌、粉碎纖維化和輥壓貼合，在整個制備過程中，無需添加任何漿料溶劑，無有毒氣體排放，沒有涂布烘箱，簡化了工藝設備，避免了勻漿涂布的帶來的工藝問題。

技術領域

本發明屬于極片制備技術領域，涉及一種干法電極極片制備方法、采用其制備得到的電極極片及用途。

背景技術

隨著全球能源短缺和環境保護意識提高，發展新能源成為當前重要發展方向，而鋰離子電池憑借其高工作電壓、無記憶效應、自放電小和循環壽命長等優點，成為能源行業的熱點，被廣泛應用于手機、電腦等移動電子產品中。

鋰離子電池的生產中，電極制造、電芯裝配封裝、電池預充化成激活是三個主要的工作階段，也就是在鋰電人口中所說的前道工序、中道工序及后道工序。電極制造是生產鋰電池的血肉，電芯裝配封裝則是塑造鋰電池的骨架，鋰電池預充化成激活則是鑄其魂，三者是緊密相依且不可分割的整體，在鋰離子電池生產過程中都起著重要的作用。其中任何一個因素，例如原材料，電池設計，制造設備與工藝，環境等，略有缺陷都可能導致電池產品性能的不良。

商用鋰離子電池的電極是通過在集流體表面涂覆濕涂層來生產的。漿料中含有活性物質、導電添加劑和溶解于有機溶劑或水中的粘結劑，具體材料種類和配比取決于粘結劑的體系。對于電極常用體系來說，電極干燥過程是鋰離子電池生產過程中最耗能的環節。在年產100萬電池的生產線上，20.5Ah、3.7V鋰離子電池的涂膜和干燥過程能耗約為總能耗的51％，大部分用于加熱大型干燥裝置和補償能量損失。

此外，鋰離子電池的電極通常采用的涂層或者漿體澆注工藝還存在以下的缺點：(1)需要處理廢氣等有害物質；(2)在涂層電極中有殘留溶劑，可能會降低電池的工作壽命；(3)涂覆在活性材料表面溶解的粘合劑會增加電池電阻率，從而降低鋰電池的能量密度和功率密度；(4)電極壓實密度低，導致低能量密度、高電阻和低循環壽命；(5)工藝周期長。

與濕法制漿相比，干法制漿可以有效避免有毒氣體釋放、烘箱能耗和壓實厚度等工藝和設備問題。干法制漿的工藝流程是首先將活物質、導電劑等粉末物質在一定速度下進行預混合。混合完了之后加入粘結劑，進行混合攪拌，逐步加入溶劑進行混合、分散，最后加入一定量溶劑進行稀釋調節到涂布所需要的粘度。在干法制漿工藝中，鋰離子電池漿料的混合分散過程可以分為宏觀混合過程和微觀分散過程，這兩個過程始終都會伴隨著鋰離子電池漿料制備的整個過程。

CN111725477A公開了一種鋰離子電池的干法電極材料的制備方法，包含如下步驟：通過化學氣相沉積或者靜電噴涂方式在活性顆粒外層生長作為導電劑的石墨烯；或采用在活性顆粒表面靜電噴涂氧化石墨烯，并在后續與氫氣反應還原為石墨烯；再通過靜電噴涂的方法將聚合物粘結劑粉末包裹在活性顆粒和石墨烯外層，形成混合均勻的干性材料。

CN106654177A公開了一種干法制備電池電容復合電極的方法，包括如下步驟：稱取復合電極原料A類活性物質、B類活性物質、粘結劑干粉和導電劑，并將復合電極原料充分混合，在氮氣和/或氬氣的惰性氣氛中升溫至500～580℃，在此溫度下高溫煅燒2～8小時，然后冷卻至室溫，惰性氣體的流速為200～280ml/min，升溫速率為4～9℃/min；將混合后的復合電極原料通過擠壓制成干態電極膜；在集流體的表面涂覆一層厚度為1～10μm的導電膠得導電涂層，并將制得的干態電極膜粘貼在導電涂層上，經碾壓得到電池電容復合電極。