一种电池极片的制备方法及电池极片、电池技术

本发明专利技术提供了一种电池极片的制备方法，包括：a、将电极活性材料与导电剂混合搅拌，得到预混物；b、向预混物中添加粘结剂，使电极活性材料的固含量为80-98%，然后在公转30-60转/分钟、自转40-100转/分钟的条件下搅拌，再进行老化处理，得到电极材料；c、将电极材料置于集流体上，进行压制处理，所述压制处理的方法为：在1-8Mpa压力下保持1-10s，得到极片前体；d、将极片前体进行烘烤，得到电池极片。同时，本发明专利技术还公开了由上述方法制备得到的电池极片。本发明专利技术提供的电池极片的制备方法，该方法工艺简单、能耗低并且环保无污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池极片的制备方法及该方法制备的电池极片以及通过该极片制备而成的电池。
技术介绍
锂离子电池是一种可充电的二次电池，锂离子电池由于具有容量大，安全且体积能量密度高等优点，广泛应用与各种便携式电子产品，目前大型用电设备，如储能、电动汽车等领域形成巨大的应用规模。锂离子电池主要包括裸电芯和非水电解液，所述裸电芯包括正极片、负极片及位于正极片和负极片之间的隔膜。对于所述电池正极片和负极片(以下统称为极片)，现有技术中的制备方法包括:将正极或负极活性物质、导电剂、粘合剂、溶剂调配成固含量为40-60%的浆料，然后将上述浆料转移到铝箔或铜箔集流体上；对涂布有浆料的集流体进行干燥，加热挥发除去溶剂；对干燥后的集流体进行辊压；以及将压片处理后的极片按照所制备电池要求的型号进行裁切。目前，对于极片的制作，通常采用有机体系拉浆制片，采用有机化合物作为液体介质。有机体系拉浆制片时采用的有机溶剂昂贵，使用量大且难以回收，生产成本大。而且拉浆制片过程需要将有机溶剂加热挥发除去，为防止有机溶剂污染环境、必须加装大量环保设备，同样增加生产成本且不利于生产操作。同时，上述方法极片制备方法工艺复杂、涂覆厚度不均匀。
技术实现思路
为克服现有技术中制备电池极片时工艺复杂、成本高、存在污染的问题，本专利技术提供了一种电池极片的制备方法，该方法工艺简单、涂覆均匀程度高、成本低并且环保污染小。本专利技术公开的电池极片的制备方法包括:a、将电极活性材料与导电剂混合搅拌，得到预混物；b、向预混物中添加粘结剂，使电极活性材料的固含量为80-98%，然后在公转30-60转/分钟、自转40-100转/分钟的条件下搅拌，再进行老化处理，得到电极材料；C、将电极材料置于集流体上，进行压制处理，所述压制处理的方法为:在1-SMpa压力下保持1-lOs，得到极片前体；d、将极片前体进行烘烤，得到电池极片。同时本专利技术还公开了上述方法制备得到的电池极片。另外，本专利技术还公开了一种电池，包括电池壳体以及位于电池壳体内部的电芯组件和电解液，所述电芯组件包括依次层叠的正极片、隔膜和负极片，所述正极片和/或负极片为上述电池极片。本专利技术通过先将电极活性材料与导电剂混合，然后再与粘结剂等在上述条件下搅拌混合，并经过老化处理，制备电极活性材料固含量在80-98%的电极材料，然后将电极材料置于集流体上在上述条件下进行压制处理。一方面可保证高固含量的前提下，电极材料中各组分可均匀分散，同时结合本专利技术的压制方法，使电池保持优异的性能；另一方面，本专利技术公开的方法大大降低了有机溶剂的使用量，降低了溶剂处理的成本，避免溶剂对环境的污染，同时简化了生产工艺。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。不同于现有电极浆料40-60%的固含量，本专利技术电极活性材料的高固含量(80-98%)可大大降低溶剂的使用量，避免了处理大量溶剂所带来的问题,也可大大减小溶齐[J (例如水溶性粘结剂体系中的水)的影响。然而，面对如此高的固含量，现有技术中的各种制备极片的方法都无法使其满足电池性能需求。因此，本专利技术公开了一种电池极片的制备方法，包括:a、将电极活性材料与导电剂混合搅拌，得到预混物；b、向预混物中添加粘结剂，使电极活性材料的固含量为80-98%，然后在公转30-60转/分钟、自转40-100转/分钟的条件下搅拌，再进行老化处理，得到电极材料；C、将电极材料置于集流体上，进行压制处理，所述压制处理的方法为:在1-SMpa压力下保持1-lOs，得到极片前体；d、将极片前体进行烘烤，得到电池极片。所述步骤a中，将电极活性材料与导电剂混合搅拌0.5-10h。通过步骤a即可制备得到预混料。然后向预混料中添加粘结剂，使电极活性材料的固含量为80-98%，然后进行搅拌。根据本专利技术，需先将电极活性材料与导电剂预先混合搅拌，如步骤a，保证电极活性材料与导电剂混合均匀，然后将预混料与粘结剂按照步骤b所描述的方法进行搅拌混口 ο所述步骤b中，预混物与粘结剂搅拌的时间没有太大限制，优选情况下，将预混物与粘结剂搅拌时间为4-24h。根据本专利技术，将上述各组分混合后，还需要将混合后的产物进行老化处理，通过老化处理，使电极材料中的活性材料和导电剂能更好的得到粘结剂的润湿，保证电极材料内各组分间的粘结性能。针对上述老化方法，优选情况下，具体可以为:在温度为25-85° C、密封条件下，静置2_24h。上述制备方法中，各种组分的含量可以在较大范围内变动，例如，所述电极材料中，电极活性材料的添加量为80-98%，所述粘结剂的添加量为1.5-10%，导电剂的添加量为0.5-10%ο获得上述高固含量的电极材料后，需要将电极材料形成到集流体上进行制片。然而，对于该高固含量的电极材料，采用现有方法进行拉浆、辊压和烘干根本无法制得电池极片。根据本专利技术，如步骤c所述，获得上述高固含量的电极材料后，将电极材料置于集流体上，进行压制处理。上述将电极材料置于集流体上的方法可以为现有的各种方法，例如直接将制备好的电极材料平铺于集流体上。本专利技术中，压制处理的方法为:在l_8Mpa压力下保持l_10s。经过上述压制处理后，即可在集流体一面形成电极材料层，实际使用过程中，可以根据需要，采用上述单面具有电极材料层的集流体作为极片前体，同时也可以在集流体另一面形成电极材料层，得到双面具有电极材料层的极片前体。针对上述双面具有电极材料层的极片前体，其制备方法可以为，在所述集流体一面压制电极材料后，在集流体的另一面上放置电极材料并进行再压制处理，所述再压制处理的方法为:在4-12Mpa压力下保持5-15s。更进一步的，为使集流体两面的电极材料层厚度一致，优选情况下，所述再压制处理的压力比压制处理的压力大l_9Mpa，保压时间短l_5s0上述方法制备得到的极片前体包括集流体以及位于集流体表面的电极材料层，所述电极材料层厚度没有要求，为便于实用，优选情况下，所述电极材料层厚度为40-200 μ m。最后，将极片前体进行烘烤，即可得到电池极片。上述烘烤的方法没有太大限制，优选情况下，所述烘烤的温度为100-130°C，烘烤的时间为4-24h。上述烘烤过程中，电极材料层的厚度基本不变，即，本专利技术中，可以认为，最终制备得到的电池极片中的电极材料层厚度为40-200 μ m。本专利技术公开的极片的制备方法可用于制备各种电池，例如锂电池、镍镉电池、镍氢电池等现有技术中常用的各种电池的正极片或负极片。本专利技术对于采用的电极集流体、电极材料、导电剂和粘结剂没有限制，可以采用现有技术中的各种材料。电极集流体为本领域技术人员公知的各种电极集流体，例如，当电极为正极时，电极集流体可以为铝箔、铜箔、镀镍钢带等。当电极为负极时，集流体可以选自铝箔、铜箔、镀镍钢带、冲孔钢带中的一种或几种。例如，以锂电池为例，当采用上述方法制备正极片时，所述电极活性材料为正极活性材料；所述正极活性材料选自钴酸锂、磷酸亚铁盐、锰酸锂、硅酸盐、及多元镍、钴、锰多元复合材料中的一种或几种。所述导电剂选自碳黑、石墨、乙炔黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、羰基镍粉、铜粉、铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池极片的制备方法，包括：a、将电极活性材料与导电剂混合搅拌，得到预混物；b、向预混物中添加粘结剂，使电极活性材料的固含量为80?98%，然后在公转30?60转/分钟、自转40?100转/分钟的条件下搅拌，再进行老化处理，得到电极材料；c、将电极材料置于集流体上，进行压制处理，所述压制处理的方法为：在1?8Mpa压力下保持1?10s，得到极片前体；d、将极片前体进行烘烤，得到电池极片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，赖桂棠，许晶，李科，严磊，陈兴荣，
申请(专利权)人：深圳市海太阳实业有限公司，
类型：发明
国别省市：