[发明专利]一种极片及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明提供了一种极片及其制备方法和锂离子电池。所述制备方法包括：1)在箔材表面涂覆热固性导电胶水，形成胶水层，得到涂覆后的箔材；2)对电极活性材料、粘结剂和导电剂进行气流预混合得到混合材料，用载气将所述混合材料喷射到涂覆后的箔材的胶水层表面，形成电极涂层，得到喷射后的箔材；3)对喷射后的箔材进行热辊压，得到所述极片。本发明提供的方法取消了溶剂，避免了后续的干燥工艺，减少了能耗；气流预混合速度快，混合均匀；采用干法涂布，增加一层导电胶水，可以提高极片的剥离力；形成的极片的厚度可以进行调控。

技术领域

本发明属于电池技术领域，涉及一种极片及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

随着社会的发展，人们对能源的需求日益增加，而传统的化石燃料存在资源有限且对环境污染较大的问题，而风能、太阳能、潮汐能受季节的影响性较大，人们亟需开发新型的储能装置。由于锂离子电池具有能量密度高、自放电较低、没有记忆效应等优点，因此在可移动电子设备、电动汽车以及大规模储能方面有着巨大的应用前景及广泛的需求。锂离子电池中包含正极极片与负极极片，所述正极极片和负极极片上涂覆有由粘结剂、导电剂以及电极活性材料以一定的比例混合所制备得到的导电浆料。对于负极而言，目前广泛使用的石墨负极的理论容量也仅有372mAh/g,远远不能满足锂离子电池能量密度的要求。

目前制备负极极片，主要还是以浆料的形式进行涂布然后干燥形成极片；这个过程包括，首先进行负极胶体的制备，然后进行活性材料，导电剂，胶水的搅拌混合，然后转移涂覆到基材表面，进行干燥收卷，形成负极极片。整个工艺时间较长，需要提前制备负极需要的胶水；其次涂覆完成之后，需要进行一定时间的干燥，烘箱的能耗在整个耗能中的占比大约为三分之一，造成了大量的能源浪费。

CN108630898A公开了一种锂离子电池负极极片的制备方法，包括以下步骤：混料步骤，其中将负极活性物质、粘结剂、导电剂及负极助剂按比例加入溶剂中并混合均匀以得到负极浆料；涂布压片步骤，其中将混料步骤中制备的负极浆料涂覆在负极集流体上、干燥并压片；以及负极助剂除去步骤，将涂布压片步骤中制备的极片置于真空干燥设备中进行真空干燥以除去在混料步骤中添加的负极助剂，从而得到锂离子电池负极极片。所述负极助剂可包括酯类化合物和/或有机酸类化合物。该文献中的制备负极浆料需要后续干燥等一系列工艺，工艺步骤复杂且能耗较大。

CN106941169A公开了一种采用喷雾干燥法合成硅-石墨烯多孔负极材料的制备方法。虽然这些方法能够有效降低和抑制硅基负极材料的体积膨胀，提高电极的比容量和循环性能，但其制备过程与当前的浆料涂布制片工艺兼容性较差，同时涉及的模板造孔、高温碳化、气相沉积等工序条件要求高、环境条件要求苛刻，生产效率低，难以批量化生产。

CN102339989A提供了一种负极片制备方法及所制备的负极片在电池中的应用。该负极片制备方法，包括预处理、制备负极片浆料、制备负极片等步骤。包括如下步骤：将人造石墨粉加入至醇溶液中，搅拌得到第一溶液；将所述第一溶液、导电剂、粘结剂及水混合，得到负极片浆料；将所述负极片浆料涂布、干燥后得到负极片。该文献中所述制备工艺为传统以浆料的形式进行涂布然后干燥形成极片。其制备工艺耗时较长且有较高的能耗。

目前传统以浆料的形式进行涂布然后干燥形成极片的制备方法存在工艺时长较长且长时间烘箱干燥会带来较高的能耗。

如何能够实现使粉体混合均匀，减少工艺时长，降低能耗，同时减少烘箱干燥工艺，既缩短工艺时长也避免烘箱干燥带来的能耗，是目前需要解决的一项技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种极片及其制备方法和锂离子电池。本发明提供的极片制备方法可以避免使用溶剂及干燥，能耗低，并且可以提高电极极片的剥离力，极片的厚度也容易调控。

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的制备方法，所述方法包括以下步骤：