一种钠离子电池涂布工艺制造技术

一种钠离子电池涂布工艺。本发明专利技术属于固态电池生产技术领域，包括制作双极性电池卷、配制密封胶和涂覆。配胶时，首先熔化热熔胶，然后向其中加入无机绝缘粉末，将无机绝缘粉末在热熔胶中均匀混合后得到密封胶；使用输送装置将配胶装置中配置的热熔状密封胶推入流延模具，密封胶从流延模具的出胶结构中挤出并涂覆在集流体上预留的涂胶区内。在热熔胶中加入一定比例的无机绝缘粉末，从而得到用于涂布的密封胶，其中的热熔胶在热塑时能够满足集流体

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池涂布工艺


[0001]本专利技术属于固态电池生产
，具体为一种钠离子电池涂布工艺。

技术介绍

[0002]双极性电池的电子直接从集流体的一端流向另一端，集流体的厚度即为电子的传输距离，极片面积即为电子传输面积。欧姆电阻远远小于传统的极片以及叠片或卷绕形式。因此双极性电池可以实现10C以上的倍率充放电，电池内部无热量聚集，无熔断。但双极性电池的电池结构与传统电池不同，双极性极片之间需作绝缘和密封处理。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种双极性电池的涂布工艺，通过该工艺来确保双极性极片之间的绝缘和密封。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供了一种钠离子电池涂布工艺，包括以下步骤：
[0005]步骤1.将正极活性物质和负极活性物质分别涂布在集流体的正面和反面，并在集流体的正和反面沿着长度方向的两侧预留涂胶区；然后进行辊压工序，最后将涂覆正极活性物质和负极活性物的集流体卷绕成卷，得到双极性电池卷；
[0006]步骤2.选择一卷步骤1制得的双极性电池卷安装在涂布装置的放卷辊上，然后牵引双极性电池卷的自由端至收卷辊，并固定在收卷辊上；使双极性电池卷两侧的涂胶区分别经过流延模具的出胶结构；
[0007]步骤3.使用配胶装置配置密封胶；该首先将热熔胶颗粒装入配胶装置的热熔胶料仓中，熔化热熔胶，然后通过向其中加入粒径为1
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15微米的无机绝缘粉末，保持热熔胶处于热熔状态，将无机绝缘粉末在热熔胶中均匀混合后得到密封胶；
[0008]步骤4.使用输送装置将配胶装置中配置的热熔状密封胶推入流延模具；同时启动涂布装置，使收卷辊开始转动并卷绕双极性电池卷，并使双极性电池卷始终匀速移动；
[0009]步骤5.密封胶从流延模具的出胶结构中挤出并涂覆在集流体上预留的涂胶区内，形成双极性电池卷的密封胶带；另外，确保从流延模具喷出的密封胶到达收卷辊时已经固化；
[0010]步骤6.当涂布装置上的放卷辊上释放全部双极性电池卷后，首先关闭输送装置，然后取下收卷辊上的双极性电池卷；接着按顺序重复步骤2、和步骤4
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6。
[0011]在上述技术方案中，在热熔胶中加入一定比例的无机绝缘粉末，从而得到用于涂布的密封胶，其中的热熔胶在热塑时能够满足集流体
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隔膜
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集流体的粘合固定需求，起到密封作用，防止电解液渗漏，而加入的无机绝缘粉末则作为限制相邻的集流体之间间距的支撑体，即其可以避免相邻的集流体因某种原因接触，从而起到隔离正负集流体、防止短路的作用，因此，该涂布工艺可以同时满足双极性极片间密封和绝缘的生产需求。
[0012]优选地，热熔胶与无机绝缘粉末按照体积比50:50
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80:20的比例混合。热熔胶的作
用在于密封和粘合固定相邻的集流体和隔膜，无机绝缘粉末用于隔离正负集流体，其本身不具备粘黏性，因此，高比例的热熔胶可以提高密封性和粘合固定强度，高比例的无机绝缘粉可以在密封胶中形成更加密实的隔离结构，提高密封胶的抗外力强度，从而提高正负集流体的绝缘性能。通过合理配比两者的比例可以得到粘黏性和绝缘性适中的密封胶，从而延长双极性极片的使用寿命，提高双极性电池的安全性。
[0013]优选地，所述无机绝缘粉末成分包括：体积比为20％的粒径为15微米的颗粒物质，体积比为30％的粒径为5微米的颗粒物质，体积比为50％的粒径为1微米的颗粒物质。不同粒径大小的颗粒物质对集流体的限位间距不同，粒径越大，限位间距越大，对热熔胶的粘合固定性能影响也也越大，采用少比例的粒径为15微米的颗粒物质，其可以均匀地分散在涂胶区，形成稀疏分布的第一级支撑结构，较多的5微米的颗粒物质则通过均匀分散在第一级支撑结构周围形成第二级级支撑结构，大量的粒径为1微米的颗粒物质充分分散在第一级支撑结构和第二级支撑结构之间形成第三级支撑结构，以上三级支撑结构对集流体分层次限位，在保证热熔胶的粘合固定性能的同时可以避免外力导致集流体的正负极在某点接触。
[0014]优选地，所述颗粒物质包括三氧化二铝或三氧化二铝与勃姆石的混合物。
[0015]优选地，所述热熔胶中包含至少两种高分子成分，包含EVA，以及共聚 PP和均聚PP中的一种或两种，各高分子成分按照比例混合，且混合后的热熔胶的熔点为120℃
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150℃。在双极性电池密封时，双极性极片上密封胶位置的加热温度为120℃
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160℃,随着密封胶熔化再冷却，相邻的双极性极片间的密封胶融为一体，从而对双极性电池的四个面进行密封，且加热温度不会影响铝塑膜CPP和隔膜的性能。
[0016]优选地，所述热熔胶中还包含CPP材料，CPP(流延聚丙烯薄膜)在熔融态具有较高的流动性，添加了CPP的热熔胶与无机绝缘粉末按照一定比例混合后在双螺杆挤出机中能够使无机绝缘粉末被充分捏合分散，且在双螺杆挤出机的作用下热熔胶能够更加流畅地流延模具，进而均匀、等量地涂覆到双极性极片的涂胶区。
[0017]优选地，所述步骤2中，流延模具的出胶结构具有上下两处出胶口，双极性电池卷两侧的涂胶区经过上下两处出胶口中间，在步骤4和步骤5中，密封胶分别从出胶结构的上下两处出胶口溢出，并同时对双极性电池卷正面和背面的涂胶区进行涂布，因此只需对双极性电池卷进行一次卷绕就可以完成密封胶的涂布工艺，不仅可以提高涂布效率，还可以降低极性电池卷的损伤概率。
[0018]优选地，步骤5中，在流延模具的下游对涂布在双极性电池卷上的密封胶带进行降温，通过对密封胶带进行降温可以确保在到达收卷辊时密封胶带已经具有稳定的形态，防止收卷后密封胶带异形固化，这可以避免卷绕时密封胶带堆聚以及异形固化的密封胶带影响电池的后续制作工艺。
[0019]优选地，步骤5中，在双极性电池卷上的密封胶降温且未固化之前，在经过流延模具下游对涂胶的密封胶带进行塑形，使得密封胶带上形成沿着长度方向延伸的凸起结构，且集流体同侧的正面和背面的密封胶带上形成的凸起结构错位设置，满足两层双极性电池卷叠合时，一层上的凸起结构正对另一层上的凸起结构的间隙。在双极性电池的密封工艺中，需要对叠放好的双极性电池的密封胶处进行加热和加压，过大的压力会使密封胶外溢，过小的压力不能实现相邻的密封胶的充分粘合，通过设置凸起结构，在加热过程中，凸起结
构熔化，由于一面的凸起结构正对另一面的结构间隙，因此，在适当的压力下凸起结构会向两侧溢流，从而使相邻面的凸起结构在横向方向上融为一体，这不仅可以加快密封效率，而且能够提高密封胶的粘合强度，提高密封性。
[0020]本专利技术具有以下有益效果：
[0021]1.所用的密封胶中加入了一定比例的无机绝缘粉末，合适粒径大小的无机绝缘粉末起到隔离正负集流体的作用，防止正负集流接触，从而避免电池短路。
[0022]2.密封胶中的CPP材料熔融后具有良好的流动性，可以均匀地平铺，使集流体
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隔膜
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池涂布工艺，包括以下步骤：步骤1.将正极活性物质和负极活性物质分别涂布在集流体的正面和反面，并在集流体的正和反面沿着长度方向的两侧预留涂胶区；然后进行辊压工序，最后将涂覆正极活性物质和负极活性物的集流体卷绕成卷，得到双极性电池卷；步骤2.选择一卷步骤1制得的双极性电池卷安装在涂布装置的放卷辊上，然后牵引双极性电池卷的自由端至收卷辊，并固定在收卷辊上；使双极性电池卷两侧的涂胶区分别经过流延模具的出胶结构；步骤3.使用配胶装置配置密封胶；首先熔化热熔胶，然后向其中加入粒径为1
‑
15微米的无机绝缘粉末，保持热熔胶处于热熔状态，将无机绝缘粉末在热熔胶中均匀混合后得到密封胶；步骤4.使用输送装置将配胶装置中配置的热熔状密封胶推入流延模具；同时启动涂布装置，使收卷辊开始转动并卷绕双极性电池卷，并使双极性电池卷始终匀速移动；步骤5.密封胶从流延模具的出胶结构中挤出并涂覆在集流体上预留的涂胶区内，并确保从流延模具喷出的密封胶到达收卷辊时已经固化；步骤6.当涂布装置上的放卷辊上释放全部双极性电池卷后，首先关闭输送装置，然后取下收卷辊上的双极性电池卷；接着按顺序重复步骤2、步骤4
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6。2.如权利要求1所述的一种钠离子电池涂布工艺，其特征在于：热熔胶与无机绝缘粉末按照体积比50:50
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80:20的比例混合。3.如权利要求2所述的一种钠离子电池涂布工艺，其特征在于：所述无机绝缘粉末成分包括：体积比为20％的粒径为15微米的颗粒物质，体积比为30％...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘桃松，陈建，陈冬，郑丽华，张焱，赵昊，黄震霆，
申请(专利权)人：杭州华宇新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：