一种用于钠离子电池的低耗能生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种用于钠离子电池的低耗能生产工艺，属于钠离子电池领域，其包括如下步骤，S1、正负极浆料制作：使用电解液和改性PVDF作为胶液，搅拌制取正极浆料和负极浆料；S2：涂布：将搅拌得到的正极浆料和负极浆料分别涂布在集流体上，形成正极涂层和负极涂层。S3：模切：将分别涂布有正极浆料和负极浆料的集流体相应地裁切成正极片和负极片。S4：叠片：将正极片、负极片和隔膜按照正极片

【技术实现步骤摘要】
一种用于钠离子电池的低耗能生产工艺


[0001]本专利技术涉及钠离子电池领域，特别涉及一种用于钠离子电池的低耗能生产工艺。

技术介绍

[0002]钠离子电池是一种二次电池(充电电池)。在繁多储能电池技术中，钠离子电池因具有中高能量密度、长寿命循环性能和使用环境较宽、高安全性能等优势，可以广泛应用于电动工具、低速电动车、光伏和风电储能等方面。常规钠离子电池的生产工艺为：搅拌
→
涂布
→
极片烘烤
→
分条
→
模切
→
叠片
→
转焊极耳
→
顶侧封
→
真空烘烤电芯
→
注液
→
老化静置
→
化成
→
二封
→
分容
→
OCV测试，其过程较为繁琐，能耗较高，不利于生产效率提高以及生产成本的降低。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术提供一种用于钠离子电池的低耗能生产工艺，包括如下步骤，S1、正负极浆料制作：使用电解液和改性PVDF作为胶液，搅拌制取正极浆料和负极浆料；S2：涂布：将搅拌得到的正极浆料和负极浆料分别涂布在集流体上，形成正极涂层和负极涂层。
[0004]本专利技术在正负浆料的制作过程中，使用电解液作为正负极浆料搅拌过程的溶剂，使用改性PVDF作为正负极浆料搅拌过程的粘接剂，因此，在搅拌过程中无需加入去离子水、NMP等常规溶剂，从而可以减少常规溶剂的使用，降低生产成本，同时，由于没有去离子水、NMP等常规溶剂的加入，本专利技术在进行涂布工艺后，无需进行去除溶剂所需的烘箱烘烤操作，因此能有效缩短钠离子电池的生产时间以及降低生产能耗。进一步的，所述正极浆料包括如下组分：电解液、改性PVDF、无水硫酸亚铁、硫酸钠、氟化钠、SP导电剂、KS
‑
6导电剂。
[0005]进一步的，所述正极浆料的制作过程为：首先将重量比为152:284:42的无水硫酸亚铁、硫酸钠、氟化钠在380℃环境下反应8小时制备得到正极活性物质，然后将电解液和改性PVDF混合在一起进行搅拌，搅拌一段时间后，加入SP导电剂和KS
‑
6导电剂搅拌一段时间，然后加入制备得到的正极活性物质真空搅拌一段时间后，经过真空脱泡处理得到正极浆料。
[0006]进一步的，所述正极浆料包括如下组分：电解液、改性PVDF、锰基高锰普鲁士白、SP导电剂、CNT导电剂。
[0007]进一步的，所述正极浆料的制作过程为：首先将电解液和改性PVDF混合在一起进行搅拌，搅拌一段时间后，加入SP导电剂和KS
‑
6导电剂搅拌一段时间，然后加入锰基高锰普鲁士白真空搅拌一段时间后，经过真空脱泡处理得到正极浆料。
[0008]进一步的，所述负极浆料包括如下组份：电解液、改性PVDF、硬碳、SP导电剂。
[0009]进一步的，所述负极浆料的配置过程为：首先将电解液和改性PVDF混合在一起进行真空搅拌，以形成稳定、均匀的胶体溶液，然后加入硬碳、SP导电剂继续真空搅拌一段时
间，得到负极浆料。
[0010]进一步的，步骤S2之后，还包括如下步骤：S3：模切：将分别涂布有正极浆料和负极浆料的集流体相应地裁切成正极片和负极片。
[0011]S4：叠片：将正极片、负极片和隔膜按照正极片
‑
隔膜
‑
负极片的顺序逐层叠合在一起；S5：转焊极耳；S6：顶侧封；S7：电池派克。
[0012]其中，由于在前述工艺环节中没有使用去离子水、NMP等常规溶剂，而是使用电解液作为溶剂，因此，通过在湿度小于2%的环境下完成前述工艺环节，可以避免正负极浆料在前述工艺环节吸水，从而无需进行真空烘烤操作，消除了真空烘烤过程的时间和能耗的消耗；另外，本专利技术在正负极浆料的制作过程即将电解液加入了正负极浆料，完成了电解液的浸润过程，因此，本专利技术无需进行在干燥的电芯中注入电解液的操作，即无需进行老化静置过程，避免了电解液浸润电芯造成的时间消耗。
[0013]可见，本专利技术经过叠片、转焊极耳、顶侧封工艺后，即进入派克环节，而无需进行真空烘烤、注液、老化静置操作，可以有效降低能耗，减少时间浪费和资产、场地的投入，十分有利于提升生产效率、提升品质以及降低成本。
[0014]进一步的，所述隔膜采用孔隙率为30%
‑
40%的隔膜。
[0015]其中，采用孔隙率为30%
‑
40%的隔膜可以防止正负极浆料内的粉体穿过隔膜，能有效降低短路的风险，从而可以提高本专利技术的生产工艺的良品率；另外，除了采用孔隙率为30%
‑
40%的隔膜，还可以通过加厚隔膜或者使用双层隔膜的方式降低短路的风险。
[0016]进一步的，所述正极涂层和负极涂层内导入有用于起到支撑作用的固体颗粒，且所述固体颗粒的直径与其所在的正极涂层和负极涂层的厚度相同。
[0017]其中，添加在正负极浆料中的固体颗粒的直径与其所在的正极涂层或负极涂层的厚度相同，因此固定颗粒可以起到骨架的作用，提高软体形态的正负极浆料的抗压能力，降低正负极浆料在生产过程中受到损伤的可能，从而可以提高本专利技术的生产工艺的良品率；其中固体颗粒优选为陶瓷颗粒。
[0018]下面结合上述技术方案对本专利技术的原理、效果进一步说明：本专利技术在正负浆料的制作过程中，使用电解液作为正负极浆料搅拌过程的溶剂，使用改性PVDF作为粘接剂，因此，在搅拌过程中无需加入去离子水、NMP等常规溶剂，从而可以减少常规溶剂的使用，降低生产成本，同时，由于没有去离子水、NMP等常规溶剂的加入，本专利技术在进行涂布工艺后，无需进行去除溶剂所需的烘箱烘烤操作，因此能有效缩短钠离子电池的生产时间以及降低能耗。
具体实施方式
[0019]为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本专利技术做进一步详细描述：实施例1
一种用于钠离子电池的低耗能生产工艺，其在湿度小于2%的环境下进行，包括如下步骤，S1、正极浆料制作：首先将重量比为152:284:42的无水硫酸亚铁、硫酸钠、氟化钠在380℃环境下反应8小时制备得到正极活性物质，然后在搅拌器中加入190.5重量份的电解液，30重量份的改性PVDF，以公转30转/分钟、自转900转/分钟搅拌2小时；再加入67重量份的SP导电剂和20重量份的KS
‑
6导电剂，搅拌1小时；然后加入884重量份的正极活性物质，以公转30转/分钟、自转800转/分钟真空搅拌2小时，经过真空脱泡，过100目筛，制成钠离子电池正极浆料。
[0020]负极浆料制作：首先将30重量份的改性PVDF加入到190.5重量份的电解液中，以公转8转/分钟、自转800转/分钟搅拌2小时真空搅拌机中搅拌形成稳定、均匀胶体溶液；再加入950重量份的硬碳、20重量份的SP导电剂到胶体溶液以公转30转/分钟、自转800转/分钟搅拌2小时；最后以公转30转/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于钠离子电池的低耗能生产工艺，其特征在于，包括如下步骤，S1、正负极浆料制作：使用电解液和改性PVDF作为胶液，搅拌制取正极浆料和负极浆料；S2：涂布：将搅拌得到的正极浆料和负极浆料分别涂布在集流体上，形成正极涂层和负极涂层。2.根据权利要求1所述的用于钠离子电池的低耗能生产工艺，其特征在于，所述正极浆料包括如下组分：电解液、改性PVDF、正极活性物质、SP导电剂、KS
‑
6导电剂。3.根据权利要求3所述的用于钠离子电池的低耗能生产工艺，其特征在于，所述正极浆料的制作过程为：首先将重量比为152:284:42的无水硫酸亚铁、硫酸钠、氟化钠在380℃环境下反应8小时制备得到正极活性物质，然后将电解液和改性PVDF混合在一起进行搅拌，搅拌一段时间后，加入SP导电剂和KS
‑
6导电剂搅拌一段时间，然后加入制得的正极活性物质真空搅拌一段时间后，经过真空脱泡处理得到正极浆料。4.根据权利要求1所述的用于钠离子电池的低耗能生产工艺，其特征在于，所述正极浆料包括如下组分：电解液、改性PVDF、锰基高锰普鲁士白、SP导电剂、CNT导电剂。5.根据权利要求4所述的用于钠离子电池的低耗能生产工艺，其特征在于，所述正极浆料的制作过程为：首先将电解液和改性PVDF混合在一起进行搅拌，搅拌一段时间后，加入SP导电剂和KS
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨维年，
申请(专利权)人：杨维年，
类型：发明
国别省市：