降低电池极片表面涂覆浆料过程中气泡量的方法及其在固态电解质涂布的应用技术

本发明专利技术公开了一种降低电池极片表面涂覆浆料过程中气泡量的方法及其在固态电解质涂布的应用，所述方法包括：在电池极片表面涂覆浆料之前，先采用溶剂浸润电池极片。本发明专利技术的方法通过在电池极片涂布固态电解质之前预先使用溶剂浸润电池极片，可以很好地消除气泡，解决现有技术对电池极片进行固态电解质浆料等浆料在涂布时产生气泡的问题。

【技术实现步骤摘要】
降低电池极片表面涂覆浆料过程中气泡量的方法及其在固态电解质涂布的应用
本专利技术涉及电池
，尤其涉及固态电解质涂布领域，具体涉及一种降低电池极片表面涂覆浆料过程中气泡量的方法及其在固态电解质涂布的应用。
技术介绍
固态电池一般包括正极、负极和固态电解质等，固态电解质不仅可以传导锂离子还充当了隔膜的角色。由于电解质呈固态，其避免或大大减少了传统电池有机液态电解液的使用，降低了泄漏、腐蚀、易燃易爆等问题，安全性高，极具发展潜力。现有固态电池的制备工艺中，一般采用涂布机将固态电解质浆料涂布到正极或负极的方式实现正极、负极和固态电解质的结合。CN108365269A公开了一种湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺，包括步骤一：将准备好的正极片和负极片固定到涂布机上，待用；步骤二：将制备好的电解质浆料倾倒在涂布机料槽中；步骤三：启动涂布机，调节涂布机的速度，使之以50mm/s-2000mm/s的速度分别讲电解质浆料涂覆在正极片和负极片的表面，通过调节刮刀高度来调节涂布高度，范围为50μm-400μm；步骤四：调节烘箱温度在60-150℃，对湿法涂覆后的正极片和负极片进行烘烤；步骤五：最后通过收卷辊对涂覆干燥的正极片和负极片进行收卷，然后按照需求尺寸对极片进行分切，待用。CN109273760A公开了一种带有固态电解质层的锂离子电池电极片涂布方法，包括：1)活性物质浆料制备：将活性物质、导电剂和粘结剂快速搅拌成均匀的膏状浆料，活性物质占70wt％-95wt％，导电剂占5％-25％，粘结剂占5wt％-20wt％；2)一次涂布：将活性物质浆料均匀地涂布在集流体上，刮刀到集流体的间距为10μm-500μm，涂布的速度为1cm/s-500cm/s；3)一次烘干：将涂布后的电极片在40℃-80℃烘干1h-2h，得到基层锂电池电极片；4)固态电解质浆料制备：将固态电解质和粘结剂快速搅拌成均匀的膏状浆料，固态电解质为90wt％-99wt％，粘结剂占1wt％-10wt％；5)二次涂布：将固态电解质浆料均匀地涂布在基层锂电池电极片上，刮刀到电极片的间距为10μm-100μm，涂布的速度为1cm/s-500cm/s；6)二次烘干：将二次涂布后的锂电池电极片先在40℃-80℃烘干1h-2h，再在100℃-150℃烘烤6h-12h，得到带有固态电解质层的锂电池电极片。上述方法在电池极片上直接涂布固态电解质，电解质浆料缓慢渗入正极或负极片活性物质间隙，为了减少极片和固态电解质层之间气泡的形成，受制于固态电解质浆料的粘度，利用固态电解质浆料渗入的方式去除气泡直接影响了涂布效率，涂布速度过慢，不适用于大型生产；而且气泡不可避免的残留影响所得产品的结合性和电化学性能。因而，有必要开发一种对电池极片的方法，以解决对其进行固态电解质涂布时产生气泡的问题，提高涂布生产效率。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种降低电池极片表面涂覆浆料过程中气泡量的方法及其在固态电解质涂布的应用，可以解决现有技术对电池极片进行固态电解质涂布时产生气泡的问题。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种降低电池极片表面涂覆浆料过程中气泡量的方法，所述方法包括：在电池极片表面涂覆浆料之前，先采用溶剂浸润电池极片。本专利技术对电池的种类不作限定，例如可以是锂离子电池。本专利技术中，电池极片可以是正极片，也可以是负极片。电池极片的结构和制备方法为现有技术，电池极片(结构示意图参见图1)一般包括集流体及位于集流体表面的电极材料层，集流体的常见材料为铜箔或铝箔，电极材料层中活性物质(可以是正极活性物质，也可以是负极活性物质)均匀分布在集流体上，活性物质之间呈多空隙结构，电极材料层表面凹凸不平。电池极片的示例性制备方法包括：将包含电极活性物质、粘结剂和导电剂的电极浆料涂覆在集流体上，干燥，得到电池极片。本专利技术的方法通过在电池极片涂布浆料(例如固态电解质浆料)之前预先使用溶剂浸润电池极片，可以很好地消除气泡，解决现有技术对电池极片进行涂布时产生气泡的问题。作为本专利技术所述方法的优选技术方案，所述浸润的方法包括：将电池极片置于溶剂中，浸润电池极片；或者，所述浸润的方法包括：采用雾化状态溶剂处理电池极片。本专利技术更优选采用雾化状态溶剂处理电池极片。因为：对于将电池极片置于溶剂中浸润的方式，一方面，溶剂浸润后，会被极片带出溶剂池，造成设备污染，而且溶剂消耗十分巨大，不适合大型生产；另一方面，由于溶剂分子比较大，难以进入到电极材料层的孔结构中，改善效果有限。而溶剂汽化形成的雾化状态溶剂增大了溶剂分子的分子间距，雾化状态溶剂极易渗入电池极片的活性物质之间的空隙，活性物质之间的空隙被溶剂填充，从而更好地去除气泡，避免后续对电池极片进行固态电解质涂布时产生气泡的问题。优选地，雾化状态溶剂通过采用雾化器对溶剂进行雾化而形成。优选地，所述雾化器为超声雾化器，所述超声雾化器包含超声波发生装置。超声雾化器对溶剂雾化并浸润电池极片的方式例如：将溶剂置于底部设置有超声波发生装置的容器中，向溶剂中放入电池极片，开启超声波发生装置，溶剂液化得到雾化状态溶剂并渗入活性物质之间的空隙。实际工作中可以通过控制超声波发生装置的功率，来控制溶剂雾化的浓度以及渗入活性物质间隙的溶剂的量。优选地，所述溶剂为碳酸酯类溶剂，优选碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸甲基乙基酯中的任意一种或至少两种的组合。碳酸酯类溶剂是锂电池电解液常用的溶剂，与电极相容性好，能进入电极极片内部，排尽电极表面细微结构处(凹坑、粗糙度不平处)的气体。第二方面，本专利技术提供一种电池极片表面涂布固态电解质的方法，采用第一方面所述的方法对电池极片进行处理，然后在处理后的电池极片的表面涂布固态电解质浆料。本专利技术对涂布的方式不作限定，例如可以是刮涂和/或喷涂。第三方面，本专利技术提供一种实现第二方面所述方法的涂布机，所述涂布机包括依次连接的放卷装置、极片处理装置、第一干燥装置、涂布装置、第二干燥装置和收卷装置。采用该涂布机在电池极片表面涂布固态电解质，可消除电解质涂布时的气泡，解决可解决固态电解质浆料涂布时在极片表面产生气泡的问题。作为本专利技术所述涂布机的优选技术方案，所述极片处理装置为用于盛放溶剂的溶剂池，或所述极片处理装置为用于雾化溶剂的雾化器。更优选地，所述极片处理装置为雾化器。此优选技术方案不仅可以解决固态电解质浆料涂布时在极片表面产生气泡的问题，还可以大大提高电解质涂布生产的效率。优选地，所述雾化器为超声雾化器。优选地，所述第一干燥装置和第二干燥装置独立地选自鼓风烘箱或真空烘箱中的任意一种。通过调控第一干燥装置的工作参数，可以调控溶剂处理后的电池极片表面的干燥度。第四方面，本专利技术提供一种采用第三方面的涂布机涂布固态电解质的方法，所述方法包括以下步骤：(1)采用放卷装置放出电池极片；(2)采用溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低电池极片表面涂覆浆料过程中气泡量的方法，其特征在于，所述方法包括：在电池极片表面涂覆浆料之前，先采用溶剂浸润电池极片。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低电池极片表面涂覆浆料过程中气泡量的方法，其特征在于，所述方法包括：在电池极片表面涂覆浆料之前，先采用溶剂浸润电池极片。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池极片为正极片或负极片；
优选地，所述电池极片包括集流体及分布在集流体表面的电极材料层。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述浸润的方法包括：将电池极片置于溶剂中，浸润电池极片；
或者，所述浸润的方法包括：采用雾化状态溶剂处理电池极片；
优选地，雾化状态溶剂通过采用雾化器对溶剂进行雾化而形成；
优选地，所述雾化器为超声雾化器。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述溶剂为碳酸酯类溶剂，优选碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸甲基乙基酯中的任意一种或至少两种的组合。


5.一种电池极片表面涂布固态电解质的方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的方法对电池极片进行处理，然后在处理后的电池极片的表面涂布固态电解质浆料；
优选地，所述涂布的方式包括刮涂和/或喷涂。


6.一种实现权利要求5所述方法的涂布机，其特征在于，所述涂布机包括依次连接的放卷装置、极片处理装置、第一干燥装置、涂布装置、第二干燥装置和收卷装置。


7.根据权利要求6所述的涂布机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峥，冯玉川，蒲万锦，何泓材，杨帆，
申请(专利权)人：宜春清陶能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36