[發(fā)明專利]干電極及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110253071.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113036072A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪偉;劉豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆山寶創(chuàng)新能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/04
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/04;H01M4/139
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 林青中

本發(fā)明涉及一種干電極及其制備方法。該干電極的制備方法包括如下步驟：先制備粉料，且所述總粉料由包括如下質(zhì)量百分比的原料制備而成：活性物質(zhì)90％～95％；導(dǎo)電劑0.1％～2％；粘接劑4.9％～9.9％；再將占粉料總質(zhì)量的10％～90％的粉料涂布在集流體上，進(jìn)行多次輥壓處理，制備中間體，且在制備所述的中間體時(shí)，至少有一次輥壓處理的壓輥行進(jìn)方向平行于涂布方向；再將余量的粉料涂布在所述中間體上，進(jìn)行輥壓處理，制備干電極。該干電極厚度可達(dá)100μm～300μm，且極片厚度較為穩(wěn)定(控制在±6μm以內(nèi))，剝離強(qiáng)度高，成型外觀好，符合產(chǎn)品要求，操作簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，特別是涉及一種干電極及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有高能量密度和良好的循環(huán)性能等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，特別是對(duì)電池能量密度和安全有更高要求的電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域。

伴隨著電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程的提升，亟需使電池獲得更高的能量密度。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，目前的技術(shù)路線主要是朝著三元高鎳及SiO的方向發(fā)展或朝高電壓路線方向發(fā)展。不容忽略的是，伴隨著高能量密度的提升，隨之而來(lái)的安全降低及成本升高等缺陷也是限制鋰電池進(jìn)一步推廣的絆腳石；而降成本除了從材料上面著手(無(wú)鈷路線、低成本石墨、低成本三元等)，對(duì)于現(xiàn)行的工藝改進(jìn)也是降低成本的重要途徑。

傳統(tǒng)的電極制作流程大都是：勻漿+涂布+輥壓+制片流程，雖然最后得到的產(chǎn)品的厚度適宜(100μm～300μm)，但其中的勻漿、涂布過(guò)程耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，過(guò)程需求大量設(shè)備、損耗大量能源等均會(huì)進(jìn)一步增加成本，且過(guò)程溶劑需要進(jìn)行回收、純化再利用。目前多數(shù)企業(yè)及科研院所正在研究的干電極技術(shù)無(wú)疑對(duì)工藝過(guò)程的成本降低帶來(lái)較大變革，且相較于傳統(tǒng)工藝，干電極技術(shù)解決了傳統(tǒng)工藝無(wú)法解決的難題，比如：1)進(jìn)一步提升能量密度；2)電池循環(huán)壽命更長(zhǎng)；3)成本降低10-20％；4)無(wú)溶劑化，支持下一代固態(tài)電池。

但絕大多數(shù)的干電極制備方法都還存在以下缺點(diǎn)：1)需要高速分散設(shè)備將正極或負(fù)極粉料混合均勻并纖維化處理，但目前纖維化處理過(guò)程所用粘接劑(如聚四氟乙烯)含量較多，會(huì)限制活性物質(zhì)的量；2)制作后的電極粉料進(jìn)行高壓力電極制作過(guò)程，易發(fā)生斷帶；3)目前電極制作厚度過(guò)大(通常為300μm～1000μm)，會(huì)影響電芯的功率性能；4)干電極制作的電芯化成過(guò)程界面較差(SEI膜形成過(guò)程受影響)；5)干電極制作后的極片常溫保存一周后易開(kāi)裂。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能易控制的干電極的制備方法，制備得到的干電極其厚度可達(dá)100μm～300μm，且極片厚度較為穩(wěn)定(控制在±6μm以內(nèi))，剝離強(qiáng)度高，成型外觀好。

技術(shù)方案如下：

一種干電極的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：制備粉料，所述粉料至少包括如下質(zhì)量百分比的原料：

活性物質(zhì) 90％～97％、

導(dǎo)電劑 0.1％～2％、

粘接劑 2.9％～9.9％；

步驟二：將占粉料總質(zhì)量的10％～90％的粉料涂布在集流體上，進(jìn)行多次輥壓處理，制備中間體；

在制備所述的中間體時(shí)，至少有一次輥壓處理的壓輥行進(jìn)方向平行于涂布方向；

步驟三：將余量的粉料涂布在所述中間體上，進(jìn)行輥壓處理，制備干電極。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，在制備所述中間體時(shí)，涂布的粉料的質(zhì)量占總粉料的質(zhì)量的50％～75％。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，在多次輥壓處理制備所述中間體的步驟中，控制首次輥壓對(duì)粉料施加的壓力小于其他次施加的壓力。