锂离子电池负极片碾压方法、负极片、锂离子电池及用电设备技术

本发明专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池负极片碾压方法、负极片、锂离子电池及用电设备。锂离子电池负极片碾压方法，包括下述步骤：1)将涂布有负极浆料的集流体进行一次碾压得到一次碾压极片；2)将一次碾压极片进行二次碾压，达到预设压实密度，其中，二次碾压方向与一次碾压方向的夹角为α，45

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池负极片碾压方法、负极片、锂离子电池及用电设备


[0001]本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池负极片碾压方法、负极片、锂离子电池及用电设备。

技术介绍

[0002]锂离子电池负极片的制作工艺包括：匀浆、涂布、碾压、分切等工序，其中碾压是非常重要的环节，决定电池倍率充放电、高低温、循环寿命等性能，碾压是使用对辊机用一定压力将极片压到合适的厚度，既要保证组装成电池的能量密度又要保证极片的完整性。现有碾压工艺是根据材料的压实密度提前设计碾压完的厚度，再经过一次碾压制成需要厚度的极片。
[0003]将极片经过一次碾压压到所需压实密度容易造成极片内部一些列问题，会对电池性能有一定影响。首先，由于石墨负极材料颗粒是类球形，经过一次碾压时由于同时受向前和向下的压力，加上石墨墨片分子的平移性，在挤压过程中绝大部分墨片分子会平行集流体，增加了锂离子嵌入石墨层间的距离，使得电池倍率、高低温性能较差；其次，碾压一次达到设计压实密度容易使得颗粒之间紧密度不均一，可能会有靠近集流体侧颗粒疏松、远离集流体侧颗粒紧密的现象，从而影响电池循环性能；另外，碾压一次达到所需压实密度会使得极片沿碾压方向的延展率较大，影响电池安全性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种锂离子电池负极片碾压方法、负极片、锂离子电池及用电设备。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种锂离子电池负极片碾压方法，包括下述步骤：
[0007]1)将涂布有负极浆料的集流体进行一次碾压得到一次碾压极片；
[0008]2)将一次碾压极片进行二次碾压，达到预设压实密度，其中，二次碾压方向与一次碾压方向的夹角为α，45
°
≤α≤135
°
。
[0009]夹角为α可以为50
°
、70
°
、80
°
、100
°
或120
°
等，优选90
°
≤α≤135
°
。
[0010]作为优选的技术方案，预设压实密度≤1.5g/cm3，如1.0g/cm3、1.2g/cm3或1.4g/cm3，30％≤X≤50％，如35％、40％、45％或48％等；
[0011]预设压实密度1.5
‑
1.7g/cm3，如1.6g/cm3等，50％≤X≤70％，如52％、58％、60％、62％、65％或68％等；
[0012]预设压实密度1.7
‑
1.9g/cm3，如1.8g/cm3等，70％≤X≤90％，如72％、75％、78％、80％、85％或88％等；
[0013]其中：X为第一次碾压厚度降低比例，X＝第一次碾压厚度减少值/二次碾压后的总碾压厚度减少值。
[0014]优选的，预设压实密度≤1.5g/cm3，X＝50％；
[0015]预设压实密度1.5
‑
1.7g/cm3，X＝60％；
[0016]预设压实密度1.7
‑
1.9g/cm3，X＝87％。
[0017]优选的，预设压实密度1.75g/cm3，X＝87％。
[0018]作为优选的技术方案，所述一次碾压和二次碾压的碾压速度独立地为4
‑
10m/min，如5m/min、6m/min、8m/min或9m/min等。
[0019]优选地，所述一次碾压和二次碾压的碾压压力独立地为1
‑
10mPa，如2mPa、4mPa、6mPa、7mPa或9mPa等。
[0020]作为优选的方案，所述一次碾压方向与集流体平行。
[0021]优选地，二次碾压方向与一次碾压方向的夹角为α通过以下方法实现：
[0022]转动步骤1)的一次碾压极片，使得二次碾压方向与步骤1)得到的一次碾压极片呈α角后进行二次碾压。
[0023]所述的涂布有负极浆料的集流体采用下述方式制备：
[0024]1)将导电剂、粘结剂、活性物质混合均匀，使用分散剂调整浆料粘度即可得到负极浆料；
[0025]2)按照设计面密度将浆料均匀涂布于集流体上，经过烘干，得到涂布有负极浆料的集流体。
[0026]所述的导电剂包括导电石墨、导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯的一种或多种混合物；
[0027]粘结剂包括羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸钠中的一种或多种混合物；
[0028]所述的活性物质为人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳中的一种或多种。
[0029]所述负极浆料粘度为2000
‑
5000mpa
·
S，如2500mpa
·
S、3000mpa
·
S、3500mpa
·
S、4000mpa
·
S、4500mpa
·
S或4800mpa
·
S等，固含量为40％
‑
48％，如42％、45％或47％等，细度为≤70μm，如30μm、40μm、50μm或65μm等，双面涂覆面密度为12
‑
22mg/cm2，如15mg/cm2、18mg/cm2、20mg/cm2或21mg/cm2等，涂覆速度为3
‑
7m/min，如4m/min、5m/min、6m/min或7m/min等，涂覆时烘箱温度为85
‑
105℃，如90℃、95℃、98℃或100℃等。
[0030]所述负极活性物质颗粒大小为4.5μm≤D10≤8μm，如5μm、6μm、7μm或7.5μm，9μm≤D50≤16μm，如10μm、11μm、12μm或15μm等，18μm≤D90≤32μm，如20μm、25μm、28μm或30μm等。
[0031]所述的导电剂质量含量为0.1％
‑
1％；所述的粘结剂质量含量为1.5％
‑
2.5％。
[0032]本专利技术还包括一种所述的锂离子电池负极片碾压方法得到的负极片。
[0033]本专利技术还包括一种锂离子电池，包括正极片、所述的负极片，隔膜以及电解液。
[0034]所述正极片的正极活性物质为LiCoO2、LiMnO2、LiMn2O4、LiNiO2、Li(NiCoMn)
y
O2(0＜y＜1)、LiNi1‑
y
Co
y
O2(0＜y＜1)、LiNi1‑
y
Mn
y
O2(0≤y＜1)、LiCo1‑
y
Mn
y
O2(0≤y＜1)、LiFePO4的一种或多种。
[0035]所述电解液包括有机溶剂及锂盐，所述有机溶剂为丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯和丙酸丁酯、碳酸亚丙酯、碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极片碾压方法，其特征在于，包括下述步骤：1)将涂布有负极浆料的集流体进行一次碾压得到一次碾压极片；2)将一次碾压极片进行二次碾压，达到预设压实密度，其中，二次碾压方向与一次碾压方向的夹角为α，45
°
≤α≤135
°
。2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极片碾压方法，其特征在于，90
°
≤α≤135
°
。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池负极片碾压方法，其特征在于，所述预设压实密度≤1.5g/cm3，30％≤X≤50％；预设压实密度1.5
‑
1.7g/cm3，50％≤X≤70％；预设压实密度1.7
‑
1.9g/cm3，70％≤X≤90％；其中：X为第一次碾压厚度降低比例，X＝第一次碾压厚度减少值/二次碾压后的总碾压厚度减少值；优选地，预设压实密度1.45g/cm3，X＝50％；预设压实密度1.6g/cm3，X＝60％预设压实密度1.75g/cm3，X＝87％。4.根据权利要求1
‑
3之一所述的锂离子电池负极片碾压方法，其特征在于，所述一次碾压和二次碾压的碾压速度独立地为4
‑
10m/min；优选地，所述一次碾压和二次碾压的碾压压力独立地为1
‑
10mPa。5.根据权利要求1
‑
4之一所述的锂离子电池负极片碾压方法，其特征在于，一次碾压方向与集流体平行；优选地，二次碾压方向与一次碾压方向的夹角为α通过以下方法实现：转动步骤1)的一次碾压极片，使得二次碾压方向与步骤1)得到的一次碾...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琳慈，马洪运，魏钢钢，王知常，王凯，
申请(专利权)人：力神青岛新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：