一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法技术

本发明专利技术涉及一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法。一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法包括如下步骤：箔材首先在脱油溶剂中脱油、干燥、预热；使用有均匀凸起的压辊对箔材进行热压；采用双面凹版涂布机在箔材双面涂布导电碳层，然后干燥；对干燥导电碳层进行辊压；采用双面同时挤压涂布机进行正负极浆料涂布，极片随后进行烘烤干燥。本发明专利技术显著提高锂电池极片生产效率、极大缩减生产和设备制造成本；同时结合铝箔除油、表面粗糙化和导电涂层辊压工序，显著提高锂离子电池电化学性能和循环寿命。

A Method for Preparing Continuous Foil Coating and Electrode Coating

The invention relates to a preparation method of continuous foil coating and electrode coating. The preparation method of continuous foil coating and pole coating includes the following steps: first, the foil is deoiled, dried and preheated in deoiling solvent; hot pressing foil with uniformly convex rollers; second, conductive carbon layer is coated on both sides of foil by double-sided gravure coating machine, and then dried; second, the dry conductive carbon layer is rolled; and the positive and negative pole paste is prepared by double-sided simultaneous extrusion coating machine. The material is coated and the plates are then baked and dried. The invention significantly improves the production efficiency of lithium battery electrode sheet, greatly reduces the production cost and equipment manufacturing cost, and remarkably improves the electrochemical performance and cycle life of lithium ion battery by combining the degreasing of aluminum foil, surface roughening and roll pressing process of conductive coating.

【技术实现步骤摘要】
一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法
本专利技术属于锂离子电池生产制备
，具体涉及一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度大、放电电压高、充放电速度快、体积小、无记忆效应等优点在电子通讯、储能设备、电动汽车和航空航天等领域已获得广泛的应用。为了进一步提高锂离子电池的电化学性能，近些年关于锂离子电池新材料、新工艺的开发和利用获得飞速发展。研究表明对集流体进行表面涂碳可显著降低电池内阻，提高电子传输速率，改善电池倍率性能和循环性能等。此外，提高集流体的表面粗糙度可显著降低集流体与活性物质的接触电阻。集流体的表面处理方法主要有机械粗糙化、化学刻蚀、电化学沉积和等离子体刻蚀等。目前实际生产中采用折返式双面涂布进行箔材表面涂碳，涂碳铝箔收卷后搬运至极片涂布车间进行正、负极浆料折返式双面涂布。但上述生产方式存在以下不足：(1)设备占地面积大，设备车间制造成本高；(2)生产工序长，自动化程度较低，生产效率低；(3)导电涂层与集流体接触不紧密，对电池电化学性能改善有限。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法，其步骤为：(1)箔材经牵引装置输送至脱油单元进行表面油污清除，采用无水乙醇、丙酮、异丙醇有机溶剂中的一种浸泡或喷淋后采用毛刷辊擦洗，箔材表面清洗后对箔材上下面进行干燥，然后预热；(2)采用表面加工有均匀凸起的压辊对箔材进行热压；(3)采用双面凹版涂布机在箔材表面涂布厚度均匀的导电碳层，导电浆料为石墨烯、导电炭黑中的一种，涂层厚度2-4um，随后进行干燥；(4)采用上下压辊对干燥导电碳层两面同时进行辊压；(5)采用双面同时挤压涂布机对正、负极浆料双面同时涂布，对双面涂布箔片进行悬浮双面真空烘烤，得到极片。进一步地，所述毛刷辊安装液压升降装置；进一步地，所述热压过程中，压辊表面凸起为半球形或半锥形；进一步地，将双面凹版涂布机和挤压涂布机直接串联起来；进一步地，箔材为铝箔、铜箔、镍箔金属箔材中的一种。相比于现有技术，本专利技术有如下优点：本专利技术通过对箔材进行热压，获得凹凸表面显著提高箔材表面粗糙度，提高导电碳层与集流体的接触面积，显著降低接触电阻，提高导电层与集流体的黏附强度；在箔材涂层干燥后端引入双面辊压工序，可降低导电涂层孔隙率，提高涂层压实密度和导电率，同时可以减少工序时间。利用有机溶剂浸泡、毛刷擦拭对箔材进行表面清洁，获得洁净箔材有利于导电层涂布，避免油污对涂布工艺和电池性能的影响；毛刷辊安装液压升降装置，提高了自动化程度；采用悬浮双面真空烘烤，避免了杂质污染涂层；将双面凹版涂布机和挤压涂布机直接串联起来，形成箔材涂碳—极片涂布一体机，其占地面积小、设备成本低、自动化程度高。附图说明图1为连续箔材涂膜和极片涂布装置的布局图；图2为箔材毛刷辊结构示意图；图3为箔材热压工艺中压辊结构示意图。图中各标志分别为：1—放卷单元；2—脱油单元；3—箔材干燥单元；4—箔材热压单元；5—双面凹版涂布单元；6—导电涂层烘烤单元；7—导电涂层辊压单元；8—极片双面同时涂布单元；9—极片烘烤单元；10—收卷单元；21—上毛刷辊；22—下毛刷辊；23—箔材；24—毛刷辊传动齿轮；41—上压辊；42—下压辊；43—辊面凸起。具体的实施方式实施例1：(1)箔材脱油：用无水乙醇浸泡溶解铝箔表面油污，同时采用毛刷辊21/22擦拭铝箔23去除表面粉尘颗粒，对集流体进行清洁。采用传动齿轮24与电机连接实现圆周旋转；毛刷材质为尼龙，用电阻热风机进行干燥，干燥温度为100℃，预热。(2)表面热压：采用表面加工有均匀凸起43的压辊41/42对箔材进行热压，压痕深度和大小通过辊压间隙调节。箔材机械辊压后表面形成均匀分布凹坑。(3)双面涂碳：采用双面凹版涂布机在箔材表面涂布厚度均匀的导电碳层，导电浆料为石墨烯，涂层厚度2um，导电碳层随后在烤箱中进行干燥。(4)碳层辊压：采用上下压辊对干燥导电碳层进行辊压。(5)双面挤压涂布：采用前后间隔配置的挤压涂布机对正、负极浆料双面同时挤压涂布，对双面涂布箔片进行悬浮双面真空烘烤，烤箱采用电加热，极片干燥后进行收卷。实施例2：(1)箔材脱油：用丙酮有机溶剂喷淋的方式溶解表面油污，同时采用毛刷辊21/22擦拭箔材23去除表面粉尘颗粒，对集流体进行清洁。毛刷辊安装液压升降机构，毛刷间隙可调节，采用传动齿轮24与电机连接实现圆周旋转；毛刷材质为PP，箔材表面清洗后对箔材上下面进行干燥同时对箔材进行预热，箔材采用红外干燥箱进行干燥，干燥温度为150℃，预热。(2)表面热压：采用表面加工有均匀凸起43的压辊41/42对箔材进行热压，箔材机械辊压后表面形成均匀分布的凹坑，表面粗糙度显著提高。(3)双面涂碳：采用双面凹版涂布机在箔材表面涂布厚度均匀的导电碳层，导电浆料为导电炭黑，涂层厚度4um，导电碳层随后在烤箱中进行干燥。(4)碳层辊压：采用上下压辊对干燥导电碳层进行辊压。(5)双面挤压涂布：采用前后间隔配置的挤压涂布机对正、负极浆料双面同时挤压涂布，对双面涂布箔片进行悬浮双面真空烘烤，烤箱采用电加热，极片干燥后进行收卷。实施例3：(1)箔材脱油：用异丙醇有机溶剂喷淋的方式溶解表面油污，同时采用毛刷辊21/22擦拭箔材23去除表面粉尘颗粒，对集流体进行清洁。毛刷辊安装液压升降机构，毛刷间隙可调节，采用传动齿轮24与电机连接实现圆周旋转；毛刷材质为PP，箔材表面清洗后对箔材上下面进行干燥同时对箔材进行预热。箔材采用红外干燥箱进行干燥，干燥温度为80℃，预热。(2)表面热压：采用表面加工有均匀凸起43的凸辊41/42对箔材进行热压；箔材机械辊压后表面形成均匀分布的凹坑。(3)双面涂碳：采用双面凹版涂布机在箔材表面涂布厚度均匀的导电碳层，导电浆料为导电炭黑，涂层厚度3um，导电碳层随后在烤箱中进行干燥。(4)碳层辊压：采用上下压辊对干燥导电碳层进行辊压。(5)双面挤压涂布：采用前后间隔配置的挤压涂布机对正、负极浆料双面同时挤压涂布；对双面涂布箔片进行悬浮双面真空烘烤，烤箱采用油加热，极片干燥后进行收卷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法，包括如下步骤：(1)箔材在脱油溶剂中脱油，脱油后干燥、预热；(2)采用有凸起的压辊对箔材进行热压；(3)用双面凹版涂布机在箔材双面涂布导电碳层，然后干燥；(4)对干燥导电碳层进行辊压；(5)采用双面同时挤压涂布机进行极片涂布，对双面涂布的极片进行烘烤干燥。

【技术特征摘要】
1.一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法，包括如下步骤：(1)箔材在脱油溶剂中脱油，脱油后干燥、预热；(2)采用有凸起的压辊对箔材进行热压；(3)用双面凹版涂布机在箔材双面涂布导电碳层，然后干燥；(4)对干燥导电碳层进行辊压；(5)采用双面同时挤压涂布机进行极片涂布，对双面涂布的极片进行烘烤干燥。2.根据权利要求1所述的一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法，其特征在于：所述双面凹版涂布机和挤压涂布机采用串列式排布。3.根据权利要求1所述的一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法，其特征在于：所述箔材为铝箔、铜箔、镍箔金属箔材中的一种。4.根据权利要求1所述的一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法，其特征在于：所述箔材脱油溶剂为无水乙醇、丙酮、异丙醇有机溶剂中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马卫，张天赐，华诚，王聪，
申请(专利权)人：湖北锂诺新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42