干法电极生产方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种干法电极生产方法以及装置，所述方法包括：对预设活性材料和导电剂分别进行分级处理，对原料依次进行干燥处理和混合处理，得到初始混合物料；所述原料由分级处理后保留的预设活性材料、导电剂以及分子量大于第一预设阈值的粘结剂组成；对所述初始混合物料进行分子取向处理，得到目标混合物料；利用加热辊对所述目标混合物料进行热压成型处理，形成电极膜；以及利用所述加热辊将所述电极膜和集流体进行压合，得到电极片；本申请实现原料混合均匀以及粘结剂充分取向，利于提高锂离子电池电极片的生产质量。高锂离子电池电极片的生产质量。高锂离子电池电极片的生产质量。

【技术实现步骤摘要】
干法电极生产方法以及装置


[0001]本专利技术涉及锂离子电池电极生产
，具体地说，涉及一种干法电极生产方法以及装置。

技术介绍

[0002]传统的锂离子电池电极都是采用包括涂布和烘干等工艺相结合的湿法工艺，存在工艺路线长，生产效率低；设备复杂，能耗高，尤其是烘干部分所消耗的能耗。并且生产过程中的有机溶剂污染排放问题，环保性较差；电极压实度较低等缺点。由于湿法成型工艺使用了溶剂，与粘结剂形成粘结剂层，活性材料整个颗粒被粘结剂层包围，阻碍了活性材料之间以及与导电剂颗粒间的接触，电极导电性差，而且电极中残留的溶剂会与电解液发生副反应，导致电池性能下降，如容量降低、产生气体、寿命衰减等。
[0003]而干法成型工艺过程中不使用溶剂，粘结剂是以纤维状态存在，活性材料之间以及活性材料与导电剂颗粒接触更为紧密，电极密度大、导电性好、容量高。干法成型工艺不使用任何溶剂，是一种环境友好的绿色工艺，并节省了材料、时间和人工等生产成本，具有较高的商业实际应用价值。所以，目前该领域逐渐开始采用干法工艺生产锂离子电池电极。
[0004]但是现有技术中的电极生产干法工艺，存在生产过程中电极材料和导电剂等粒径分布范围大，不容易混合均匀；以及粘结剂取向难度高，对工艺条件要求苛刻，不容易充分取向等缺点；从而使得电极片的生产质量无法得到保证。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种干法电极生产方法以及装置，实现原料混合均匀以及粘结剂充分取向，利于提高锂离子电池电极片的生产质量。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种干法电极生产方法，包括以下步骤：
[0007]S110，对预设活性材料和导电剂分别进行分级处理，对原料依次进行干燥处理和混合处理，得到初始混合物料；所述原料由分级处理后保留的预设活性材料、导电剂以及分子量大于第一预设阈值的粘结剂组成；
[0008]S120，对所述初始混合物料进行分子取向处理，得到目标混合物料；
[0009]S130，利用加热辊对所述目标混合物料进行热压成型处理，形成电极膜；以及
[0010]S140，利用所述加热辊将所述电极膜和集流体进行压合，得到电极片。
[0011]可选地，步骤S110包括：
[0012]对干燥处理后得到的干燥物料以低于第一预设温度的环境条件进行混合处理，得到初始混合物料。
[0013]可选地，步骤S110和步骤S120之间还包括步骤：
[0014]对所述初始混合物料以第二预设温度的环境条件进行保温处理；所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
[0015]可选地，步骤S110包括：
[0016]将所述预设活性材料和所述导电剂进行混合，得到第一混合物料；
[0017]将所述第一混合物料和所述粘结剂进行混合，得到初始混合物料。
[0018]可选地，所述加热辊为电磁感应加热辊，所述加热辊在工艺温度下的真圆度小于等于第二预设阈值；所述加热辊在工作宽幅内的温度分布精度为第三预设阈值。
[0019]可选地，步骤S130包括：
[0020]利用第一加热辊和第二加热辊对所述目标混合物料进行热压处理，得到初始极膜；
[0021]利用所述第二加热辊和第三加热辊对所述初始极膜进行整形处理，得到电极膜；所述第一加热辊、所述第二加热辊和所述第三加热辊形成三角形结构。
[0022]可选地，所述第一加热辊和所述第二加热辊的旋转线速度不同，所述第二加热辊和所述第三加热辊的旋转线速度相同。
[0023]可选地，步骤S120包括：
[0024]利用超音速气流对所述初始混合物料进行剪切分散处理，获得目标混合物料；其中，所述初始混合物料的进料速度的取值区间为1～200升/小时，所述超音速气流的压力的取值区间为0.5Mpa～1.2Mpa，所述超音速气流的流速的取值区间为1～45m3/min。
[0025]可选地，所述粘结剂为含氟聚合物。
[0026]根据本专利技术的另一个方面，提供一种干法电极生产装置，用于实现上述任一干法电极生产方法，所述装置包括：
[0027]混合机组，用于对预设活性材料和导电剂分别进行分级处理，对原料依次进行干燥处理和混合处理，得到初始混合物料；所述原料由分级处理后保留的预设活性材料、导电剂以及分子量大于第一预设阈值的粘结剂组成；
[0028]分子取向机组，用于对所述初始混合物料进行分子取向处理，得到目标混合物料；
[0029]热压成型机组，利用加热辊对所述目标混合物料进行热压成型处理，形成电极膜；以及
[0030]复合机组，利用所述加热辊将所述电极膜和集流体进行压合，得到电极片。
[0031]可选地，所述混合机组包括第一分级单元、第一混合单元和第二混合单元；所述第一分级单元用于对预设活性材料和导电剂分别进行分级处理；所述第一混合单元用于对分级处理后保留的预设活性材料和导电剂进行混合，得到第一混合物料；所述第二混合单元用于将所述第一混合物料和所述粘结剂进行混合，得到初始混合物料。
[0032]可选地，所述加热辊为电磁感应加热辊，所述加热辊在工艺温度下的真圆度小于等于第二预设阈值；所述加热辊在工作宽幅内的温度分布精度为第三预设阈值。
[0033]可选地，所述热压成型机组包括成三角形结构分布的第一加热辊、第二加热辊和第三加热辊；
[0034]所述第一加热辊和所述第二加热辊对所述目标混合物料进行热压处理，得到初始极膜；
[0035]所述第二加热辊和所述第三加热辊对所述初始极膜进行整形处理，得到电极膜。
[0036]可选地，所述第一加热辊和所述第二加热辊的旋转线速度不同，所述第二加热辊和所述第三加热辊的旋转线速度相同。
[0037]可选地，所述分子取向机组利用超音速气流对所述初始混合物料进行剪切分散处
理，获得目标混合物料；其中，所述初始混合物料的进料速度的取值区间为1～200升/小时，所述超音速气流的压力的取值区间为0.5Mpa～1.2Mpa，所述超音速气流的流速的取值区间为1m3/min～45m3/min。
[0038]本专利技术与现有技术相比的有益效果在于：
[0039]本专利技术提供的干法电极生产方法以及装置采用干法混料和热压延成膜的方式制作成所需要的电池正负极片，工艺过程简单，利于提高电极片的生产效率；基于分级处理选取适当范围内的预设活性材料，利于实现原料混合均匀而避免发生相分离或者相包围；另一方面筛选的粘结剂可以充分取向；从而使得锂离子电池电极片的生产质量得到保证。
附图说明
[0040]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1为本专利技术一实施例公开的一种干法电极生产装置的结构示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干法电极生产方法，其特征在于，包括以下步骤：S110，对预设活性材料和导电剂分别进行分级处理，对原料依次进行干燥处理和混合处理，得到初始混合物料；所述原料由分级处理后保留的预设活性材料、导电剂以及分子量大于第一预设阈值的粘结剂组成；S120，对所述初始混合物料进行分子取向处理，得到目标混合物料；S130，利用加热辊对所述目标混合物料进行热压成型处理，形成电极膜；以及S140，利用所述加热辊将所述电极膜和集流体进行压合，得到电极片。2.如权利要求1所述的干法电极生产方法，其特征在于，步骤S110包括：对干燥处理后得到的干燥物料以低于第一预设温度的环境条件进行混合处理，得到初始混合物料。3.如权利要求1所述的干法电极生产方法，其特征在于，步骤S110和步骤S120之间还包括步骤：对所述初始混合物料以第二预设温度的环境条件进行保温处理；所述第二预设温度大于所述第一预设温度。4.如权利要求1所述的干法电极生产方法，其特征在于，步骤S110包括：将所述预设活性材料和所述导电剂进行混合，得到第一混合物料；将所述第一混合物料和所述粘结剂进行混合，得到初始混合物料。5.如权利要求1所述的干法电极生产方法，其特征在于，所述加热辊为电磁感应加热辊，所述加热辊在工艺温度下的真圆度小于等于第二预设阈值；所述加热辊在工作宽幅内的温度分布精度为第三预设阈值。6.如权利要求1所述的干法电极生产方法，其特征在于，步骤S130包括：利用第一加热辊和第二加热辊对所述目标混合物料进行热压处理，得到初始极膜；利用所述第二加热辊和第三加热辊对所述初始极膜进行整形处理，得到电极膜；所述第一加热辊、所述第二加热辊和所述第三加热辊形成三角形结构。7.如权利要求6所述的干法电极生产方法，其特征在于，所述第一加热辊和所述第二加热辊的旋转线速度不同，所述第二加热辊和所述第三加热辊的旋转线速度相同。8.如权利要求1所述的干法电极生产方法，其特征在于，步骤S120包括：利用超音速气流对所述初始混合物料进行剪切分散处理，获得目标混合物料；其中，所述初始混合物料的进料速度的取值区间为1～200升/小时，所述超音速气流的压力的取值区间为0.5Mpa～1.2Mpa，所述超音速气流的流速的取值区间为1～45m3/m...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂伯乐，贾奎，杨胜贤，刘志海，陈振，文潇，周黄晴，
申请(专利权)人：上海联净自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：