[发明专利]一种检测锂电池极片中涂敷层材料粒度分布的方法

说明书

本发明公开了一种检测锂电池极片中涂敷层材料粒度分布的方法，该方法包括以下步骤：取出电池正负极极片，用碳酸二甲酯将极片表面残留的电解液洗净；将极片涂覆层从集流体上刮下，加入浸渍溶剂研磨1h以上；然后超声清洗0.5h以上，搅拌均匀后过滤，截留到的固体用乙醇和浸渍溶剂交替清洗3次以上，烘干得到去除粘结剂后的电池极片涂敷层材料；加入去离子水，超声分散0.5h以上，然后利用粒度分布检测设备进行粒度分布测试。本发明的检测方法采用湿法研磨配合超声分散及磁力搅拌的前处理方法，能够增加极片涂覆层材料与浸渍溶剂的有效接触，便于去除粘结剂成分的同时，提高了涂覆层材料的分散度，有利于实现后续粒度分布的检测。

技术领域

本发明涉及一种检测锂电池极片中涂敷层材料粒度分布的方法。

背景技术

锂电池作为当下主流储能电源之一，具有高能量密度、高额定电压、低自放电率、循环寿命长、高低温适应性强和绿色环保等优点，并广泛应用于消费类电子产品、电动汽车以及储能工程等领域。

电池极片的性能优劣直接影响整个锂电池成品的电化学性能。锂电池极片分为浆料涂敷层和集流体层，极片中涂敷层的结构和性能是极片性能关键之所在。正/负极活性物质材料和导电剂通过粘结剂粘合在一起形成极片中的涂敷层，因此，极片中涂敷层的材料是由各种形状不同的微纳固体颗粒物质组成。

电池极片中的微纳固体颗粒的形状和大小直接影响着电池在充放电过程中锂离子的脱嵌距离和脱嵌速度，从而对电池极片结构和性能具有十分重要的影响作用。尤其是现在锂电池的材料向着纳米以及二次纳米结构发展，这些材料的颗粒大小和形状对材料的电化学性能起着决定性的作用。同时，研究表明，电池极片中正/负极活性物质材料和导电剂的颗粒形态优良、平均粒度适中、粒度分布均匀有利于电池极片制备过程中的浆料涂覆加工。

由于锂电池极片中的材料是混合物质，虽然直接检测正/负极活性物质材料和导电剂原材料的粒度分布易操作，但却无法直接体现出极片中材料真实的粒度分布状况。因此，基于电池极片性能评估预测以及电池生产工艺的调试需求，锂电池极片中材料粒度分布的检测具有十分重要的意义。

粉体原材料(在电池制备前的正/负极活性物质材料和导电剂)粒径分布的检测容易实现。然而，当电极活性物质材料、导电剂和粘结剂及溶剂共混涂覆在集流体上，再经过烘烤以及挤压形成极片后，形成了振实的膜状结构让检测极片中材料的粒径分布情况变得困难，同时极片中粘结剂的存在加剧了颗粒间的团聚从而加大了检测的难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有检测技术的缺点与不足，提供一种检测锂电池极片中涂敷层材料粒度分布的方法，解决了检测成品锂电池极片中涂敷层材料粒度分布情况的难题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种检测锂电池极片中涂敷层材料粒度分布的方法，包括以下步骤：

(1)拆解电池获取电池极片：将电池拆解，取出电池正负极极片，用碳酸二甲酯将极片表面残留的电解液洗净；

(2)选择浸渍溶剂：用N-甲基吡咯烷酮或去离子水擦拭极片的涂覆层，能够将涂覆层从集流体上擦除干净的，则选定为该类型锂电池的浸渍溶剂；

一般而言，N-甲基吡咯烷酮和去离子水都可以去除极片中的粘结剂；但是，不同的锂电池，其粘结剂的成分各不相同，N-甲基吡咯烷酮和去离子水对其去除能力也所有差别，因为需要有该步骤，用预备实验选定浸渍溶剂；

(3)去除涂敷层中的粘结剂：将极片涂覆层从集流体上刮下，加入涂覆层5倍质量的浸渍溶剂，研磨1h以上；再加入浸渍溶剂，超声清洗0.5h以上，搅拌均匀后过滤，截留到的固体用乙醇和浸渍溶剂交替清洗3次以上，然后烘干，得到去除粘结剂后的电池极片涂敷层材料；

步骤(3)所述的烘干是在80～120℃下烘烤6～24h；