[發明專利]干法極片及制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202211734982.8
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN116014082A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 王玲玲;張偉;孫強;王貴超
• 申請（專利權）人: 天津市捷威動力工業有限公司
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139;H01M4/13;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

本發明公開了一種干法極片及制備方法和鋰離子電池。所述制備方法包括以下步驟：(1)將包含活性物質和粘結劑的物料進行預混后，進行纖維化處理，得到填充粉料；(2)采用靜電噴涂的方式，將所述的填充粉料填充至泡沫集流體中，輥壓后得到干法極片；其中，所述粘結劑包括可纖維化的粘結劑；所述泡沫集流體的孔隙率90％。本發明提供的干法電極的制備方法通過利用干法制備纖維化的填充粉料，并利用靜電噴涂的方式進行填充，可以降低極片的電阻率，提高極片吸液量，提高電池倍率性能。同時，該方法的制備過程中無需溶劑，無需烘干，環境安全無污染且降低了制造成本。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別是涉及一種干法極片及制備方法和鋰離子電池。

背景技術

目前電極極片膜的加工工藝分濕法工藝和干法工藝。其中濕法工藝是將活性物質、粘結劑和導電劑在溶劑中混合均勻，制成固含量40-60％漿料混合物，然后涂覆于實心片狀集流體，最后烘干使溶劑蒸發，去除電極極片膜中的溶劑。該工藝能耗高、成本高，且有溶劑殘余、極片電導率差影響電池循環和倍率性能；傳統干法工藝是將活性物質、粘結劑和導電劑進行混合，將混合料纖維化，將纖維化物料成膜制成干法電極膜，然后將干法電極膜與實心集流體復合。該工藝制備的極片粘結力差、極片電導率差，影響電池循環和倍率性能。

無論是濕法還是干法工藝其相同點是制成的成品電極膜粘結在集流體上，具有電阻高、粘結力差的風險，制成的電池倍率性能差，無法滿足市場對快充需求。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種干法極片及制備方法和鋰離子電池。本發明提供的干法電極的制備方法通過利用干法制備纖維化的填充粉料，并利用靜電噴涂的方式進行填充，可以降低極片的電阻率，提高極片吸液量，提高電池倍率性能。同時，該方法的制備過程中無需溶劑，無需烘干，環境安全無污染且降低了制造成本。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種干法極片的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將包含活性物質和粘結劑的物料進行預混后，進行纖維化處理，得到填充粉料；

(2)采用靜電噴涂的方式，將所述的填充粉料填充至泡沫集流體中，輥壓后得到干法極片；

其中，所述粘結劑包括可纖維化的粘結劑；所述泡沫集流體的孔隙率90％。

優選地，所述可纖維化的粘結劑包括聚四氟乙烯；

優選地，所述粘結劑中還包括聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏二氟乙烯、聚氧化乙烯和羧甲基纖維素中的至少一種，優選為聚丙烯酸。

優選地，所述物料中還包括導電劑，優選包括超級炭黑、乙炔黑、碳納米管、石墨烯、科琴黑、導電石墨和活性炭中的至少一種；

優選地，所述活性物質、導電劑和粘結劑的質量比為(80-98):(1-10):(1-10)。

優選地，所述填充粉料的粒徑為5-90μm，優選為10-50μm。

優選地，所述泡沫集流體的孔隙率95％。

優選地，所述泡沫集流體的厚度為0.5-2mm，優選為1-2mm，更優選為1.3-1.7mm；

優選地，所述泡沫集流體的寬度為30-300mm，優選為30-100mm；

優選地，所述泡沫集流體的平均孔徑為60-100μm，優選為80-100μm。

優選地，所述泡沫集流體的材質為銅、鋁、鎳或鋅。

優選地，所述靜電噴涂為雙面靜電噴涂；

優選地，所述靜電噴涂的電壓為60-90kV；