【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池材料领域，具体地涉及一种极片及其制备方法。
技术介绍
1、极片设计及制造是锂电池生产过程中的关键工序，传统的极片制造过程涉及匀浆、涂布、冷压等过程，成型的极片包含铜铝箔基材和活性物质膜片层。传统的极片制造过程耗时长、能耗高，且极片成型会使用大量的铜铝箔基材。经计算，负极片中铜箔质量占比在20％-30％，正极片中铝箔质量占比在8％-15％。因此，精简极片制造过程，降低铜铝基材使用量是优化当前极片制造的主要方向。
2、传统的电极制造是将活性物质利用湿法均匀混合后再涂覆到集流体上制备成50-200μm厚的电极，随后还经过冷压及模切才能得到最终的电极。这种制备方式涉及的工序多、耗时久，同时在匀浆工序中需要消耗大量溶剂，涂布工序还需较高能耗将极片中的溶剂烘干挥发。
3、mit材料科学教授蒋业明创办的24m公司开发了一种厚电极技术，该技术通过工艺创新大幅提升电极厚度，相较现有技术的电极厚度提升5倍，摒弃了80％的集流体支撑，参见us 61/736,798。特斯拉干电极技术将活性物质、导电剂及粘结剂均匀混合后通过高温高压直接将电极膜片挤出，随后再与集流体复合。24m公司以集流体+活性物质膜片的方式制备厚电极会大幅恶化电极的电子传导和离子传导能力，用厚电极制作的电池极化阻抗会很大，无法以正常的电流密度进行充放电。干电极技术虽然取消了匀浆过程避免了溶剂消耗，但是在膜片挤出成型过程的高温高压依然需要消耗大量电能，后续还需要模切分条进行电极的最终成型。24m公司的厚电极技术及特斯拉的干电极技术都是沿用传统的极
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种制作简便、生产成本降低、生产效率高的极片及其制备方法。
2、本专利技术的第一方面，提供了一种极片的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)对活性物质粉末、粘结剂、导电剂和金属丝进行干混，得到固体物质混合物；
4、(2)在所述固体物质混合物中加入溶剂或不加溶剂，搅拌得到粘稠状物料；
5、(3)对所述粘稠状物料和片状金属极耳进行冲压成型，得到湿极片；
6、(4)烘干所述湿极片中的溶剂，得到干极片；
7、(5)将所述干极片压制到0.05-5mm的厚度，制得所述极片；或
8、(1’)对活性物质粉末、粘结剂、导电剂和金属丝进行干混，得到固体物质混合物；
9、(2’)对所述固体物质混合物进行加热，使得所述粘结剂软化，得到软化物料；
10、(3’)对所述软化物料和片状金属极耳进行冲压成型，得到压制前极片；
11、(4’)将所述压制前极片压制到0.05-5mm的厚度，制得所述极片。
12、在一个或多个实施方案中，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶中的一种或多种。
13、在一个或多个实施方案中，所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮或水。
14、在一个或多个实施方案中，所述活性物质粉末为磷酸铁锂或石墨。
15、在一个或多个实施方案中，所述导电剂为导电炭黑。
16、在一个或多个实施方案中，所述金属丝为铝丝或铜丝。
17、在一个或多个实施方案中，所述金属丝的长度为0.5-4cm，例如1-3cm。
18、在一个或多个实施方案中，所述固体物质混合物中，所述金属丝的质量分数为3％-15％。
19、在一个或多个实施方案中，步骤(1)中，所述固体物质混合物中，所述活性物质粉末、所述粘结剂和所述导电剂的质量分数分别为80％-95％、0.5％-5％和0.5％-5％。
20、在一个或多个实施方案中，步骤(1)中，将磷酸铁锂、聚偏氟乙烯、导电炭黑和铝丝混合成固体物质混合物，所述固体物质混合物中，磷酸铁锂、聚偏氟乙烯、导电炭黑和铝丝的质量分数分别为89％-93％、1％-3％：1％-3％和3％-9％。
21、在一个或多个实施方案中，步骤(1)中，将石墨、羧甲基纤维素钠、导电炭黑、丁苯橡胶和铜丝混合成固体物质混合物，所述固体物质混合物中，石墨、羧甲基纤维素钠、导电炭黑、丁苯橡胶和铜丝的质量分数分别为82％-90％、0.5％-2％、0.5％-2％、0.5％-2％和5％-15％。
22、在一个或多个实施方案中，步骤(2)中，当在所述固体物质混合物中加入溶剂时，所述溶剂的质量分数＞0％且≤15％，以粘稠状物料的总质量计。
23、在一个或多个实施方案中，步骤(3)包括：在模具中平铺两层或两层以上所述粘稠状物料，在相邻两层所述粘稠状物料中间放置片状金属极耳，保证相邻两层的粘稠状物料的厚度相同。
24、本专利技术的另一个方面提供使用本文任一实施方案所述的方法制备得到的极片。
25、在一个或多个实施方案中，所述极片的压实密度为1-3g/cc。
26、本专利技术的另一个方面提供一种电化学装置，所述电化学装置包括本文任一实施方案所述的极片。
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1.一种极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法具有以下一项或多项特征：
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属丝的长度为0.5-4cm；和/或，所述固体物质混合物中，所述金属丝的质量分数为3％-15％。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述固体物质混合物中，所述活性物质粉末、所述粘结剂和所述导电剂的质量分数分别为80％-95％、0.5％-5％和0.5％-5％。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将磷酸铁锂、聚偏氟乙烯、导电炭黑和铝丝混合成固体物质混合物，所述固体物质混合物中，磷酸铁锂、聚偏氟乙烯、导电炭黑和铝丝的质量分数分别为89％-93％、1％-3％：1％-3％和3％-9％；或者
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，当在所述固体物质混合物中加入溶剂时，所述溶剂的质量分数＞0％且≤15％，以粘稠状物料的总质量计。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)
8.使用如权利要求1-7中任一项所述的方法制备得到的极片。
9.如权利要求8所述的极片，其特征在于，所述极片的压实密度为1-3g/cc。
10.一种电化学装置，其特征在于，所述电化学装置包括权利要求9所述的极片。
...【技术特征摘要】
1.一种极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法具有以下一项或多项特征：
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属丝的长度为0.5-4cm；和/或，所述固体物质混合物中，所述金属丝的质量分数为3％-15％。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述固体物质混合物中，所述活性物质粉末、所述粘结剂和所述导电剂的质量分数分别为80％-95％、0.5％-5％和0.5％-5％。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将磷酸铁锂、聚偏氟乙烯、导电炭黑和铝丝混合成固体物质混合物，所述固体物质混合物中，磷酸铁锂、聚偏氟乙烯、导电炭黑和铝丝的...
【专利技术属性】
技术研发人员：高纪凡，霍涛涛，蒋治亿，
申请(专利权)人：江苏天合储能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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