一种电容电池负极极片涂布工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种电容电池负极极片涂布工艺，包括以下步骤：步骤一、制胶；步骤二、将导电剂和碳材料混合得干混料；步骤三、向干混料中加胶制小颗粒料；步骤四、向小颗粒料中加胶制大颗粒料；步骤五、向大颗粒料中加胶制硬粘土；步骤六、向硬粘土中加胶制软粘土；步骤七、向软粘土中加胶制软泥浆；步骤八、向软泥浆中加丁苯橡胶乳液制备成品浆料；步骤九、将成品浆料涂布至铜箔上制备成负极极片；步骤十、将涂布好的负极极片通过涂布机烘箱烘烤。本发明专利技术具有制浆过程定量可控，成品浆料分散均匀性好，负极极片在纵切面上粉料分布均匀性和一致性好等优点，进而提高了电容电池稳定性，降低了内阻，提升了大电流倍率充放电性能及充放电循环寿命。

A Coating Process for Negative Plate of Capacitance Battery

The invention discloses a coating process for negative plate of capacitor battery, which comprises the following steps: step 1, gluing; step 2, mixing conductive agent and carbon material to dry mix; step 3, gluing small particles into dry mix; step 4, gluing large particles into small particles; step 5, gluing hard clay into large particles; step 6, adding hard clay into hard clay. Glue soft clay; step seven, add soft glue to soft clay to make soft mud; step eight, add styrene butadiene rubber latex in soft mud to prepare the finished slurry; step nine, coating the finished product slurry onto the copper foil to prepare the negative pole piece; step ten, the coated negative pole piece is baked through the coater oven. The invention has the advantages of quantitatively controllable pulping process, good uniformity of slurry dispersion, uniformity and consistency of powder distribution on the longitudinal section of negative electrode sheet, thereby improving the stability of capacitor battery, reducing internal resistance, improving the charging and discharging performance of high current rate and the cycle life of charging and discharging.

【技术实现步骤摘要】
一种电容电池负极极片涂布工艺
本专利技术涉及电容电池领域。更具体地说，本专利技术涉及一种电容电池负极极片涂布工艺。
技术介绍
电容电池是近年来发展迅速的新型绿色储能器件，它结合了锂离子电池高容量和超级电容器高倍率的优点，电容电池中锂离子电池和超级电容器这两种储能体系结合方式有两种，一种是“外组合”式(即将两者的单体通过电源管理系统组合成一个储能组件或系)；另一种是“内结合”式(即将两者有机地结合在同一单体中)。已有研究表明，将锂离子电池和超级电容器通过“内结合”构成的电容电池可获得良好的电化学性能。然而现有的通过“内结合”方式构成的电容电池，其负极极片的制作仍然是采用传统锂电池的制作工艺，这种工艺在负极极片涂布过程中经常出现浆料分散过程不可控且分散均匀性差等问题，从而导致电容电池的稳定性差、内阻大、充放电循环寿命短。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种能提高浆料分散均匀性，提高电容电池稳定性，降低内阻，提升大电流倍率充放电性能及提升充放电循环寿命的电容电池负极极片涂布工艺。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种电容电池负极极片涂布工艺，包括以下步骤：步骤一、将羧甲基纤维素钠与纯水混合搅拌制成黏度为700～1200cp的胶液；步骤二、将导电剂和硬碳或软碳或硬碳和软碳的复合材料混合搅拌均匀得干混料，这里的导电剂包括导电石墨、导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯等锂电池导电剂，这里的硬碳和软碳的复合材料为硬碳材料和软碳材料的混合物；步骤三、向干混料中加入步骤一制得的胶液，搅拌至干混料转变为粒径2～4mm的小颗粒料；步骤四、向小颗粒料中加入步骤一制得的胶液，搅拌至小颗粒料转变为粒径5～7mm的大颗粒料；步骤五、向大颗粒料中加入步骤一制得的胶液，搅拌至大颗粒料转变为固含量71～77％的硬粘土；步骤六、向硬粘土中加入步骤一制得的胶液，搅拌至硬粘土转变为固含量64～70％的软粘土；步骤七、向软粘土中加入步骤一制得的胶液，搅拌至软粘土转变为固含量55～60％软泥浆；步骤八、向软泥浆中加入丁苯橡胶乳液，搅拌至软泥浆转变为固含量50～54％、细度8～17um、黏度2500～3800cp的成品浆料；步骤九、将成品浆料涂布至铜箔上，涂布过程的环境洁净度为10万级，温度为20～30℃，湿度不小于40％，调整涂布机刮刀垂直于钢辊表面，同时调整涂布机钢辊与胶辊的速比为1.0～1.5，铜箔单面涂布的厚度为43～47mm，面密度不大于110g/cm2；步骤十、将单面涂布好的铜箔通过涂布机烘箱烘烤，涂布机烘箱从入口至出口依次分为六段：第一段温度为42～48℃，上风口风量为11～17m3/h，下风口风量为28～35m3/h；第二段温度为46～52℃，上风口风量为28～35m3/h，下风口风量为38～40m3/h；第三段温度为49～58℃，上风口风量为28～35m3/h，下风口风量为50～55m3/h；第四段温度为49～58℃，上风口风量为28～35m3/h，下风口风量为50～55m3/h；第五段温度为46～52℃，上风口风量为28～35m3/h，下风口风量为43～49m3/h；第六段温度为37～42℃，上风口风量为28～35m3/h，下风口风量为37～42m3/h。优选的是，步骤一中制备胶液所用的仪器为真空搅拌机，胶液的具体制备过程为：先将纯水加入搅拌罐中，再向搅拌罐中加入重量为纯水重量1/8～1/4的羧甲基纤维素钠，然后以公转转速12～18rpm搅拌10～20min，再以公转转速35～43rpm，自转转速1150～1300rpm搅拌26～32min，最后以公转转速35～43rpm，自转转速1150～1300rpm搅拌190～220min，同时抽真空，真空度小于等于-0.06Mpa。优选的是，步骤二中制得的干混料与步骤一中制得的胶液的重量比为1：1.6～2.4，干混料的具体过程为：将导电剂和硬碳或软碳或硬碳和软碳的复合材料按重量比为1：15～22加入真空搅拌机的搅拌罐中，先以公转转速7～12rpm搅拌8～13min，再以公转转速26～32rpm搅拌27～33min。优选的是，步骤三的具体过程为：向装有干混料的搅拌罐中加入重量为步骤一制得的胶液重量38～45％的胶液，以公转转速17～25rpm搅拌55～63min，制得粒径2～4mm的小颗粒料。优选的是，步骤四的具体过程为：向装有小颗粒料的搅拌罐中加入重量为步骤一制得的胶液重量0.9～2.0％的胶液，以公转转速17～25rpm搅拌55～63min，制得粒径5～7mm的大颗粒料。优选的是，步骤五的具体过程为：向装有大颗粒料的搅拌罐中加入重量为步骤一制得的胶液重量1.5～2.3％的胶液，以公转转速17～25rpm搅拌55～63min，制得固含量71～77％的硬粘土。优选的是，步骤六的具体过程为：向装有硬粘土的搅拌罐中加入重量为步骤一制得的胶液重量4.3～5.3％的胶液，以公转转速17～25rpm搅拌55～63min，制得固含量64～70％的软粘土。优选的是，步骤七的具体过程为：向装有软粘土的搅拌罐中加入剩余胶液，以公转转速17～25rpm搅拌至少24min，当搅拌罐中无结块或者粉料时，再以公转转速26～32rpm，自转转速1300～1600rpm搅拌150～200min，同时抽真空，真空度小于等于-0.06Mpa，制得固含量55～60％软泥浆。优选的是，步骤八的具体过程为：向装有软泥浆的搅拌罐中加入重量为干混料重量1/15～1/22的丁苯橡胶乳液，以公转转速17～25rpm，自转转速1150～1300rpm搅拌55～63min，同时抽真空，真空度小于等于-0.06Mpa，再以公转转速10～18rpm搅拌过夜，同时保持真空度小于等于-0.06Mpa，制得固含量50～54％、细度8～17um、黏度2500～3800cp的成品浆料。优选的是，步骤三的具体过程为：将干混料置于真空热处理炉中，抽真空至真空度为-0.05～-0.07Mpa，缓慢升温至650～750℃，维持18～22min后，继续抽真空至真空度为-0.07～-0.09Mpa，同时缓慢升温至850～950℃，维持8～12min后，再抽真空至真空度为-0.1Mpa，同时缓慢升温至1000～1100℃，维持8～12min后，降温至室温，并向真空热处理炉中充入氩气，在氩气保护下取出干混料并置于容器中，再向容器中加入重量为干混料重量1/12～1/8的无水乙醇，接着加入重量为步骤一制得的胶液重量38～45％的胶液，搅拌28～32min后减压旋蒸排出无水乙醇，减压旋蒸时的真空度为-0.1Mpa，温度为35～40℃，最后将干混料与胶液的混合物置于搅拌罐中，以公转转速17～25rpm搅拌55～63min，制得粒径2～4mm的小颗粒料。本专利技术至少包括以下有益效果：1、通过本专利所述先干粉，再分步定量加胶搅拌，使物料呈现不同的状态，并在超高粘度下强力搅拌，一方面可实现负极浆料生产状态定量可控，提升成品浆料状态及涂布负极一致性及稳定性；另一方面加强了固体颗粒与颗粒之间的碰撞，捏合，活性物与导电剂同时吸收液体，使粉体颗粒得到充分润湿，更加充分分散颗粒细小容易团聚的导电剂。再通过高速分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电容电池负极极片涂布工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将羧甲基纤维素钠与纯水混合搅拌制成黏度为700～1200cp的胶液；步骤二、将导电剂与硬碳或软碳或硬碳和软碳的复合材料混合搅拌均匀得干混料；步骤三、向干混料中加入步骤一制得的胶液，搅拌至干混料转变为粒径2～4mm的小颗粒料；步骤四、向小颗粒料中加入步骤一制得的胶液，搅拌至小颗粒料转变为粒径5～7mm的大颗粒料；步骤五、向大颗粒料中加入步骤一制得的胶液，搅拌至大颗粒料转变为固含量71～77％的硬粘土；步骤六、向硬粘土中加入步骤一制得的胶液，搅拌至硬粘土转变为固含量64～70％的软粘土；步骤七、向软粘土中加入步骤一制得的胶液，搅拌至软粘土转变为固含量55～60％软泥浆；步骤八、向软泥浆中加入丁苯橡胶乳液，搅拌至软泥浆转变为固含量50～54％、细度8～17um、黏度2500～3800cp的成品浆料；步骤九、将成品浆料涂布至铜箔上，涂布过程的环境洁净度为10万级，温度为20～30℃，湿度不小于40％，调整涂布机刮刀垂直于钢辊表面，同时调整涂布机钢辊与胶辊的速比为1.0～1.5，铜箔单面涂布的厚度为43～47mm，面密度不大于110g/cm...

【技术特征摘要】
1.电容电池负极极片涂布工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将羧甲基纤维素钠与纯水混合搅拌制成黏度为700～1200cp的胶液；步骤二、将导电剂与硬碳或软碳或硬碳和软碳的复合材料混合搅拌均匀得干混料；步骤三、向干混料中加入步骤一制得的胶液，搅拌至干混料转变为粒径2～4mm的小颗粒料；步骤四、向小颗粒料中加入步骤一制得的胶液，搅拌至小颗粒料转变为粒径5～7mm的大颗粒料；步骤五、向大颗粒料中加入步骤一制得的胶液，搅拌至大颗粒料转变为固含量71～77％的硬粘土；步骤六、向硬粘土中加入步骤一制得的胶液，搅拌至硬粘土转变为固含量64～70％的软粘土；步骤七、向软粘土中加入步骤一制得的胶液，搅拌至软粘土转变为固含量55～60％软泥浆；步骤八、向软泥浆中加入丁苯橡胶乳液，搅拌至软泥浆转变为固含量50～54％、细度8～17um、黏度2500～3800cp的成品浆料；步骤九、将成品浆料涂布至铜箔上，涂布过程的环境洁净度为10万级，温度为20～30℃，湿度不小于40％，调整涂布机刮刀垂直于钢辊表面，同时调整涂布机钢辊与胶辊的速比为1.0～1.5，铜箔单面涂布的厚度为43～47mm，面密度不大于110g/cm2；步骤十、将单面涂布好的铜箔通过涂布机烘箱烘烤，涂布机烘箱从入口至出口依次分为六段：第一段温度为42～48℃，上风口风量为11～17m3/h，下风口风量为28～35m3/h；第二段温度为46～52℃，上风口风量为28～35m3/h，下风口风量为38～40m3/h；第三段温度为49～58℃，上风口风量为28～35m3/h，下风口风量为50～55m3/h；第四段温度为49～58℃，上风口风量为28～35m3/h，下风口风量为50～55m3/h；第五段温度为46～52℃，上风口风量为28～35m3/h，下风口风量为43～49m3/h；第六段温度为37～42℃，上风口风量为28～35m3/h，下风口风量为37～42m3/h。2.如权利要求1所述的电容电池负极极片涂布工艺，其特征在于，步骤一中制备胶液所用的仪器为真空搅拌机，胶液的具体制备过程为：先将纯水加入搅拌罐中，再向搅拌罐中加入重量为纯水重量1/8～1/4的羧甲基纤维素钠，然后以公转转速12～18rpm搅拌10～20min，再以公转转速35～43rpm，自转转速1150～1300rpm搅拌26～32min，最后以公转转速35～43rpm，自转转速1150～1300rpm搅拌190～220min，同时抽真空，真空度小于等于-0.06Mpa。3.如权利要求1所述的电容电池负极极片涂布工艺，其特征在于，步骤二中制得的干混料与步骤一中制得的胶液的重量比为1：1.6～2.4，干混料的具体过程为：将导电剂与硬碳或软碳或硬碳和软碳的复合材料按重量比为1：15～22加入真空搅拌机的搅拌罐中，先以公转转速7～12rpm搅拌8～13min，再以公转转速26～32rpm搅拌27～33min。4.如权利要求3所述的电容电池负极极片涂布工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈名柱，盛琦，柳丕云，
申请(专利权)人：无锡凯帕德瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32