[发明专利]一种锂离子电池钛酸锂材料的涂布工艺及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池钛酸锂材料的涂布工艺及其装置。

背景技术

钛酸锂负极材料为尖晶石结构超细粉末，具有良好的循环性能和优良的充放电平台。 在Li嵌入或脱出过程中，晶型不发生变化，体积变化小于1%，因此被称为“零应变材料”，能够避免充放电循环中由于电极材料的来回伸缩而导致结构的破坏，从而提高电极的循环性能和使用寿命。Li₄Ti₅O₁₂的化学扩散系数比碳负极材料中的扩散系数高一个数量级，从而使得该负极材料可以快速充放电。

钛酸锂材料拥有其他锂离子电池负极材料不具有的优势，具有非常好的市场前景和实用价值。

但钛酸锂材料比重较小，粒度较细，合浆分散困难，特别是涂布时不易粘结，因此钛酸锂涂层一般较薄，严重制约了钛酸锂电池的比能量的提高。锂离子电池厂家有提出在浆料中加入草酸，搅拌均匀后进行涂布，其原理是通过处理浆料的方法以提高钛酸锂电池的涂布效果。处理浆料的方法需要比较好的分散效果，若分散不好容易造成大量气泡的产生和浆料损坏从而影响涂布效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池钛酸锂材料的涂布工艺，该工艺能够使涂布基体在湿润的情况下涂覆电极浆料，改善涂布效果，从而提供电池的能量密度。此外，本发明还提供了一种实现所述涂布工艺的装置

本发明所采用的技术方案如下：

一种锂离子电池钛酸锂材料的涂布工艺，具体步骤为：先在涂布基体上涂布基体处理液，再涂布电极浆料；所述电极浆料为以钛酸锂为主要活性材料的电极浆料。

优选的，所述涂布基体为铝箔。

优选的，所述基体处理液为有机溶剂。

优选的，电极浆料的涂布厚度为100~120 g/m²。

优选的，所述基体处理液为乙醇、丙酮、草酸、乙酸中的至少一种。

一种实现上述涂布工艺的装置，包括涂辊，涂辊前方设有处理液涂布装置。

优选的，所述涂布装置为喷涂器或可吸附处理液的吸附装置。

优选的，所述吸附装置由海绵制成。

本发明的有益效果在于，涂布基体在涂布电极浆料之前，先在涂布基体上涂布基体处理液（如乙醇、丙酮、乙酸、草酸等），可以轻微腐蚀处理基体，还可以除去基体上的灰尘、油污，使基体在涂覆浆料前保持湿润状态，从而改善以钛酸锂为主要活性材料的电极浆料在涂覆基体上的涂布效果，达到提高锂离子电池能量密度的目的；本发明的涂布装置操作简单，可在锂电池生产工业中推广应用。

附图说明

图1是本发明的涂布工艺所用的吸附装置示意图；

图2是根据本发明的涂布工艺制备得到的锂离子电池的放电曲线图。

具体实施方式

一种锂离子电池钛酸锂材料的涂布工艺，具体步骤为：先在涂布基体上涂布基体处理液，再涂布电极浆料；所述电极浆料为以钛酸锂为主要活性材料的电极浆料。

优选的，所述涂布基体为铝箔。

优选的，所述基体处理液为有机溶剂。

优选的，电极浆料的涂布厚度为100~120 g/m²。

优选的，所述基体处理液为乙醇、丙酮、草酸、乙酸中的至少一种。

一种实现上述涂布工艺的装置，包括涂辊，涂辊前方设有处理液涂布装置。

优选的，所述涂布装置为喷涂器或可吸附处理液的吸附装置。

优选的，所述吸附装置由海绵制成。

下面根据实施例对本发明作进一步的说明，当然，下述实施例中，在涂布基体上涂布基体处理液这一步骤，除了可以通过让涂布基体通过一段吸附有基体处理液的吸附装置外，本领域技术人员还可以通过其他手段实现，如通过喷涂器向涂布基体上喷涂处理液等。因此，本发明的保护范围并不应局限于此。

实施例1

涂布基体采用铝箔，铝箔经过涂辊前先通过海绵装置，该装置如图1所示。海绵上吸附有草酸溶液。经过海绵装置后，涂布基体经过涂辊，将合浆合格的钛酸锂浆料进行涂布，涂布厚度为涂层厚度105g/m²。经检测，涂布效果良好，极片无掉粉现象。

对比实验（即涂布基体没有通过海绵装置）所得到的涂布极片，对折后有掉粉现象。

实施例2