[发明专利]一种极片及其制备方法和锂电池

说明书

本发明提供了一种极片及其制备方法和锂电池。所述方法包括以下步骤：(1)将活性物质和导电剂加入高速混合制粒机，进行混合，得到混合粉料；(2)将步骤(1)所述混合粉料与粘结剂混合，在所述高速混合制粒机中进行混合，得到混合颗粒；(3)对步骤(2)所述混合颗粒进行整粒和筛分，压制成所述极片。本发明提供的制备方法通过对制粒过程的优化，使制备的极片在保持较高压实密度的同时具有较好的孔隙率。这样的极片使得电池具有更好的放电能力，尤其是在较大电流和较低温度条件下的放电能力。本发明提供的制备方法工艺简单，流程短，自动化水平高，可实现从投料到颗粒一个流程产出。

技术领域

本发明属于能量存储技术领域，涉及一种极片及其制备方法和锂电池。

背景技术

锂电池极片通常的制备方法是通过辊压成粒的方式，提升颗粒密度，进一步提升极片的密度，具体包括以下步骤：将粉料混合，之后将粉料与粘结剂混合，在进行碾压(通常为辊压)，再进行破碎和筛分(即成粒)，最后压制成极片。

如图1所示，现有技术中的辊压工艺包括将混合好的粉料和粘结剂经过对辊碾压再经过破碎和筛分，得到粒径较小的颗粒，完成辊压成粒。

但是该现有技术为了尽可能提升粉料密度，压力通常在10吨以上，这会导致：

(1)对辊磨损速度快，碾压过程辊缝变化会导致颗粒的一致性变差；

(2)辊压过程压力大，粘结剂在此过程被破碎断裂，导致制成的极片易脱粉；

(3)颗粒内部孔隙被强制挤压变形，极片内部孔分布不均匀。

上述问题使得极片内部孔径分布不均匀，会导致电池放电过程极片不同区域的电流密度不同，不能最大程度发挥电池的放电能力；同时极片不同区域的放电深度不同，膨胀情况亦不相同，电池在放电过程中易发生因活性物质与集流体脱离(掉粉)导致的电池阻值变大，末期脉冲能力下降迅速；严重时可能会发生因局部掉粉导致的电池内部短路。

CN103904303A公开了一种高容量长寿的纳米级磷酸铁锂电极片制备方法。该方案包括以下步骤：选用纳米级磷酸铁锂粉体作为粉体原料，配置磷酸铁锂预混液，混合研磨，制备浆料，取预涂炭铝箔将浆料均匀涂在预涂炭铝箔的表面并通过热辊压机热辊压，加热，得到辊压压实密度为2.8±0.3g/cm3、平整而均匀的纳米磷酸铁锂正极极片；并且包括在步骤四之前的任意位置配置胶液的步骤。

CN108470648A公开了一种多孔电极片及其制备方法和电容器。该方案包括：将导电剂、粘结剂、活性炭及造孔剂进行混合处理得到混合物，其中，所述粘结剂选自重均分子量为500万以上的聚四氟乙烯；对所述混合物进行气流粉碎；对所述混合物进行辊压得到膜片；及将所述膜片与集流体进行层叠后进行热复合处理得到所述多孔电极片。

CN108735528A公开了一种含PTFE纤维的超级电容器电极片的制备工艺。该方案通过气流粉碎的方式使PTFE粉末实现纤维化，并利用搅拌分散机将浆料分散均匀，利用辊压机将电极内部结构稳定化，最终得到一种含三维立体粘结剂体系的高性能超级电容器电极片。

上述方案均使用辊压方式实现粉体的碾压以及破碎，均存在着对辊磨损速度快，碾压过程辊缝变化会导致颗粒的一致性变差；辊压过程压力大，粘结剂在此过程被破碎断裂，导致制成的极片易脱粉；颗粒内部孔隙被强制挤压变形，极片内部孔分布不均匀的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种极片及其制备方法和锂电池。本发明提供的极片制备方法能够使极片在保持较高压实密度的同时具有较好的孔隙率，本发明提供的极片为高密度多孔极片。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种极片制备方法，所述方法包括以下步骤：