[发明专利]锂电池的箔材预涂敷方法及其装置

说明书

  

技术领域

本发明涉及一种箔材的预涂敷方法及其装置，更具体地说，它涉及一种锂离子充电电池的箔材预涂敷方法及其装置。

 

背景技术

锂电池是绿色的高能充电电池，随着技术的不断进步，它的性能不断提升，在便携式电子设备、电动汽车、能源储备、国防工业等方面具有广阔的应用前景。箔材是锂离子电池极片的组成部分，现在的锂电池虽然性能比较优越，但是在制作工艺上也存在一些问题，如电极浆料的活性物质与基体箔材的粘结力较小，电极浆料的活性物质容易脱落，从而导致锂电池的能量密度和功率密度降低、一致性变差、循环使用寿命变短、阻抗和内阻变大。现在解决这个问题的办法主要是通过增加浆料粘结剂的用量或者通过化学腐蚀、电晕等特殊处理方法预处理箔材，但是粘结剂用量的增加会引起一系列的电池性能的不良影响，包括电池内阻的增大、能量密度和功率密度的降低、循环寿命变短、电池发热量上升等。化学腐蚀、电晕等特殊处理会对箔材产生一定程度的表面损伤，降低箔材的强度，影响后续的现场加工。

中国专利公告开号CN101174685A，公开日2008年5月7日，发明的名称为一种锂离子电池正极或负极极片及其涂布方法，正、负极极片依次由箔材、导电胶薄层、电极活性材料层组成，先将导电胶乳液涂敷在箔材上形成导电胶薄层，再将电极浆料材料涂敷在导电胶薄层上形成电极活性材料层，在涂敷的过程中是将导电胶乳液放在导电胶槽中，将电极浆料材料放在浆料槽，涂敷时导电胶乳液从导电胶槽中涂敷到箔材上形成导电胶薄层，经过烘干后，电极浆料材料从浆料槽中涂敷到导电胶薄层上形成电极活性材料层，然后烘干，最后将经过涂敷的箔材制成电极。由于在涂敷的过程中，导电胶乳液和电极浆料材料是直接从导电胶槽和浆料槽中涂敷到箔材上的，这样涂敷的厚度和均匀性就很难控制，而且涂敷层容易从箔材上脱落下来。

 

发明内容

本发明克服了锂电池电极浆料的活性物质与基体箔材的粘结力较小，电极浆料的活性物质容易脱落的不足，提供了一种锂电池的箔材预涂敷方法及其装置，通过该方法对锂电池的箔材进行预涂敷后，大大提高了电极浆料的活性物质与基体箔材的粘结力，电极浆料的活性物质不易脱落，极大地改善了锂电池的性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种锂电池的箔材预涂敷方法，包括导电胶的制备和箔材的预涂敷；（a）导电胶的制备，将粘结剂溶解在溶剂中制成胶液，再将导电剂均匀分散到胶液中制成导电胶，然后抽真空除气泡1-2小时；（b）箔材的预涂敷，箔材设置在涂布装置上，导电胶经过上料机构到达涂布头，涂布头靠近箔材表面位置，导电胶通过涂布头并从涂布头喷出涂敷在箔材表面上，涂敷了导电胶的箔材经过烘干成为一种预涂敷箔材。本方案包括导电胶的制备和箔材的预涂敷两个过程，导电胶制成之后抽真空除气泡1-2小时，去除导电胶中的气泡，使导电胶更加均匀稳定，制成后的导电胶粘性好，电学性能优越。经过抽真空后的导电胶再经过上料机构的处理和输送到达涂布头，并从涂布头喷出到达箔材的表面。通过控制涂布头喷头的宽度控制箔材的涂布宽度，上料机构给涂布头提供压力使导电胶受到压力的作用从喷头喷出而不是受重力作用从喷头流出。这样使导电胶喷涂到箔材上后粘结力更大，不易脱落，极大改善锂电池的性能。

作为优选，所述粘结剂至少包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯的一种，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，导电剂包括导电碳黑、乙炔黑、石墨乳、纳米碳纤维、碳纳米管以及导电聚合物的一种或者多种复合，粘结剂与溶剂的质量比为1:6-10，导电剂与粘结剂的质量比为1-3:1。这些材料的粘结剂、溶剂和导电剂比配制成的导电胶粘性好，电学性能优越。

作为优选，所述胶液的固含量为1%-8%，粘度为1000mPa·s-6000mPa·s；导电胶的固含量为2%-12%，细度为2um-10um，粘度为800mPa·s-3000mPa·s。保证导电胶的粘度，使导电胶涂敷到箔材上之后粘结力高，不易脱落。