[發明專利]干法制備電極片的方法、系統及應用

在審

• 申請號: 202110949805.0
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113675362A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 張耀法;秦士林;肖強;馬忠龍
• 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;H01G11/86
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張文姣

1.一種干法制備電極片的方法，其特征在于，包括：

(1)將電極活性物質、導電劑和干法粘結劑進行混合，以便得到混合物；

(2)通過機械擠壓對所述混合物進行捏合處理，以便使所述干法粘結劑初步纖維化，得到塊狀和/或絮狀的預纖維化產物；

(3)對所述預纖維化產物進行破碎處理，以便得到顆粒狀物料；

(4)對所述顆粒狀物料和集流體進行輥壓成型，以便在集流體表面形成極片膜，得到干電極極片。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述混合進一步包括：摻入有機助劑，以便改善所述干法粘結劑的纖維化效果；和/或，

所述干法粘結劑為氟樹脂。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(1)滿足以下條件中的至少之一：

所述有機助劑包括選自烷烴類溶劑C₆-C₂₀、石腦油、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丁酸甲酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、1，4-二氧六環、N甲基吡咯烷酮、丙酮、丁酮、N,N二甲基乙酰胺和二甲基亞砜中的至少之一；

以所述電極活性物質、所述導電劑和所述干法粘結劑的總質量為基準，所述有機助劑的添加量為0.1～20wt％；

所述氟樹脂包括選自聚四氟乙烯樹脂、四氟乙烯與全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯與六氟丙烯共聚物和聚三氟氯乙烯樹脂中的至少之一。

4.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述捏合處理過程中，所述混合物至少在兩個不同受力方向上的機械擠壓力不同；和/或，

所述捏合處理采用捏合裝置實施，所述捏合裝置為選自捏合機、密煉機、單螺桿擠壓機、雙螺桿擠壓機和液壓擠出機中的至少之一。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述捏合裝置設有至少兩個相互配合且并排相切差速型布置的旋轉葉片，利用兩個所述旋轉葉片的差速旋轉對所述混合物進行機械擠壓實現所述捏合處理，

任選地，所述旋轉葉片呈Σ形。

6.根據權利要求1或5所述的方法，其特征在于，步驟(3)滿足以下條件中的至少之一：

對所述顆粒狀物料進行篩分處理，以便得到預期粒徑范圍的顆粒狀物料；

所述顆粒狀物料的粒徑不小于2mm；

所述破碎處理采用粉碎機進行，所述粉碎機的轉速不大于1000轉/分。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)滿足以下條件中的至少之一：

所述干電極極片為正極片和/或負極片；

所述極片膜中包括80～99.8wt％的電極活性材料、0.1～10wt％導電劑和0.1～10wt％粘結劑；

所述極片膜的壓實密度為1～5mg/cm³；

在所述集流體的上表面和下表面分別形成一層極片膜，每層所述極片膜的厚度為50～300μm，所述干電極極片的總厚度為100～600μm；

步驟(4)進一步包括：(4-1)對所述顆粒狀物料進行熱壓成型，以便得到初級極片膜；(4-2)對所述初級極片膜進行至少一次熱壓成型，以便得到預期厚度的極片膜；(4-3)對所述極片膜和所述集流體進行熱壓復合，以便得到所述干電極極片，

其中，

任選地，步驟(4-3)中，預先在所述集流體表面形成導電碳涂層，再將所述極片膜和所述集流體進行熱壓復合；

任選地，所述導電碳涂層的厚度為1～5μm；

任選地，將導電碳粉和熱敏膠混合后涂覆于所述集流體表面，以便形成所述導電碳涂層。