一种高压实负极极片及极片在制备过程中防止粘辊的处理方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，公开了一种高压实负极极片及极片在制备过程中防止粘辊的处理方法，本发明专利技术在负极极片中添加了高度不等轴鳞片石墨添加剂，在不影响负极容量的同时提高极片压实密度，同时降低内阻，降低极片反弹，同时在极片制备过程中，通过在料辊上涂布憎水膜达到防止水系浆料在涂布过程中粘辊的目的。的目的。的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高压实负极极片及极片在制备过程中防止粘辊的处理方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种高压实负极极片及极片在制备过程中防止粘辊的处理方法。

技术介绍

[0002]锂电池具有高能量密度、使用方便、循环寿命长等优点，广泛用于便携式电子设备、电动工具、混合电动/全电动汽车等领域。随着使用领域的扩大和使用要求的提高，锂离子电池正在向追求轻量化、小型化方向发展。为实现这一目的，提高锂电池的体积能量密度势在必行。电池的体积能量密度是指平均单位体积所释放出的电能，因此提高电池极片的压实密度，是一种提高锂离子电池体积能量密度的有效方法。
[0003]公开号为CN112736215A，公开日为2021年4月30日的中国专利公开了一种改善聚合物锂离子电池负极片辊压粘辊的工艺，所述工艺包括提高负极配方中粘结剂的比例、降低辊压时负极片敷料区含水率、涂布时对负极片头部和尾部进行削薄、降低辊压速率以及增加辊压次数等。所述工艺能明显改善聚合物锂离子电池错位结构负极片辊压时过渡位过压粘辊的情况。目前锂离子电池解决水系浆料粘辊的方案主要有两种，一种是在涂布机中安装具有发射光源和光线接收部的机构，通过该装置对极片进行光反射强度的实时监测，发现异物报警后，进行人工擦洗去除。另一种是在涂布机中安装具有除尘的机构，通过除尘机构实时吸除极片表面的颗粒，从而起到防止粘辊的效果。对现有的方案，虽然能快速发现并降低极片在涂布过程中发生粘辊的现象，但对装置的改良和维护费用较为价格昂贵，不利于大规模使用。

技术实现思路

>[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高压实负极极片及极片在制备过程中防止粘辊的处理方法。在负极极片中添加了高度不等轴鳞片石墨添加剂，在不影响负极容量的同时提高极片压实密度，同时降低内阻，降低极片反弹，同时在极片制备过程中，通过在料辊上涂布憎水膜达到防止水系浆料在涂布过程中粘辊的目的。
[0005]本专利技术的具体技术方案为：一种高压实负极极片，所述高压实负极片包括负极涂层、负极集流体；所述负极涂层包括负极活性物质、添加剂、导电剂、悬浮剂、粘结剂，所述添加剂为高压实添加剂，所述高压实添加剂为高度不等轴鳞片状石墨。
[0006]本专利技术中在负极极片中添加了高压实添加剂，在负极碾压过程中能够受力发生滑移并对形貌不规则的人造石墨颗粒进行了重新排布，从而提高极片压实密度；其次，该种类高压实添加剂具备与人造石墨相当的容量特性，对负极极片的容量不会产生负面影响；最后，该种类高压实添加剂具备良好的柔韧性，在碾压过程中发生形变，填补极片中较大的空隙进一步提高极片压实度。
[0007]作为优选，所述高度不等轴鳞片状石墨为各向异性晶体结构石墨，其克容量为
350mAh/g～370Ah/g，D50为3～9μm，BET为9～20m2/g，占负极涂层质量的2.0～10.0％。
[0008]本专利技术中添加的高度不等轴鳞片石墨是一种具有高比表面积、高结晶度和低结构缺陷的特点，其独特的不等轴结构和高度结晶的特点决定了该种材料较其他材料更易滑移的特性，超细粉体结构和高比表面积的特点也显著增强了滑移程度。
[0009]作为优选，所述的负极活性物质为二次造粒人造石墨，占负极涂层质量的85～95％。
[0010]作为优选，所述的悬浮剂为CMC，占负极涂层质量的1.0～1.5％。
[0011]作为优选，所述的导电剂为Super P、C65、VGCF和SWCNT中的一种或多种，占负极涂层质量的0.5～1.0％。
[0012]作为优选，所述的粘结剂为丁苯橡胶乳液，固含量为40～50％，占负极涂层质量的1.5～2.5％。
[0013]一种所述极片在制备过程中防止粘辊的处理方法，具体方法为：采用一种液态憎水剂，通过涂布方法，将所述液态憎水剂施于料辊的基面上，待干燥后在料辊表面形成一层憎水膜，所述憎水膜与水系浆料的接触角大于等于100
°
，使料辊的基面由亲水性转变为憎水性。
[0014]正常料辊表面会有缝隙和毛细空隙，这些缝隙壁与浆料的接触角很小，导致很容易发生渗入，根据表面物理化学原理，缝隙壁与水的接触角小于90
°
时，缝隙内的压力低于外界大气压，所以很容易导致渗入的发生，最终造成粘辊；现在利用这个原理，采用表面张力很小的憎水剂溶液涂覆于料辊上，待溶剂挥发后，在料辊缝隙壁与壁之间形成(填补)一层憎水膜，增大接触角从而达到防止浆料渗入，降低粘辊率。
[0015]本专利技术基于当前防止水系浆料在涂布过程中粘辊的一些不足，提供一种高效的处理方法，成本较低，效率较高，并且操作方便，综合了目前实际的现状，具有较好的适应性。基于此，可以灵活的根据生产需求对料辊进行快速处理，从而更好的促进产业的进步。
[0016]作为优选，所述的液体憎水剂按以下重量份配比的原料制备而成：碳酸钙25～30份、硬脂酸25～30份、醋酸5～15份、正硅酸乙酯5～15份，异丙醇40～46份，烷基三乙氧基硅烷20～25份，聚硅氧烷30～35份，复合乳化剂14～22份。
[0017]本专利技术中，碳酸钙与硬脂酸反应生成硬脂酸钙，醋酸用于调节溶液pH，异丙醇为油溶剂，硬脂酸钙、正硅酸乙酯和烷基三乙氧基硅烷为合成混合憎水剂的基础原料有着优异的憎水性，但牢固性较差，聚硅氧烷的加入保持憎水剂优异憎水性的同时，提高粘性从而提高牢固性，大幅延长了憎水膜的使用寿命。
[0018]作为优选，所述的涂布方法为喷涂、刷涂和滚涂中的一种或多种。
[0019]与现有技术对比，本专利技术的有益效果是：(1)在负极极片中增加了具备相当可逆容量的不等轴鳞片石墨添加剂，这种鳞片石墨在负极碾压过程中能够受力发生滑移并对形貌不规则的人造石墨颗粒进行了重新排布，从而提高极片压实密度；此外，该种类鳞片石墨具备良好的柔韧性，在碾压过程中发生形变，填补极片中较大的空隙进一步提高极片压实度；(2)本专利技术所用添加剂可以降低极片内阻，同时降低极片反弹厚度；(3)采用本专利技术具有憎水膜的料辊可以有效防止水系浆料在涂布过程中出现粘辊的现象。方法简便，操作灵活，成本低廉，生产高效，可以大规模应用于实际生产中。
附图说明
[0020]图1是本专利技术中涂布机结构示意图。
[0021]附图说明：a.放卷机构、b.长烤箱、c.收卷机构。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。在本专利技术中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。
[0023]总实施例一种高压实负极极片，所述高压实负极片包括负极涂层、负极集流体；所述负极涂层包括负极活性物质、添加剂、导电剂、悬浮剂、粘结剂，所述添加剂为高压实添加剂，所述高压实添加剂为高度不等轴鳞片状石墨。
[0024]所述高度不等轴鳞片状石墨为各向异性晶体结构石墨，其克容量为350mAh/g～370Ah/g，D50为3～9μm，BET为9～20m2/g，占负极涂层质量的2.0～10.0％。所述的负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压实负极极片，所述高压实负极片包括负极涂层、负极集流体；所述负极涂层的原料包括负极活性物质、添加剂、导电剂、悬浮剂、粘结剂，其特征在于，所述添加剂为高压实添加剂，所述高压实添加剂为高度不等轴鳞片状石墨。2.如权利要求1所述的一种高压实负极极片，其特征在于，所述高度不等轴鳞片状石墨为各向异性晶体结构石墨，其克容量为350mAh/g～370Ah/g，D50为3～9μm，BET为9～20m2/g，占负极涂层质量的2.0～10.0%。3.如权利要求1所述的一种高压实负极极片，其特征在于，所述的负极活性物质为二次造粒人造石墨，占负极涂层质量的85～95%。4.如权利要求1所述的一种高压实负极极片，其特征在于，所述的悬浮剂为CMC，占负极涂层质量的1.0～1.5%。5.如权利要求1所述的一种高压实负极极片，其特征在于，所述的导电剂为Super P、C65、VGCF和SWCNT中的一种或多种，占负极涂层质量的0.5～1.0%。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玮，高标，苏文俊，陶洪亮，何春峰，游欣华，商殷兴，顾明程，王涌，李凡群，
申请(专利权)人：万向一二三股份公司，
类型：发明
国别省市：