[发明专利]干法制膜过程中纤维化程度的监控方法、干法制膜方法、干法电极片的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种干法制膜过程中纤维化程度的监控方法、干法制膜方法、干法电极片的制备方法和应用。所述监控方法通过物料的比表面积变化来监控粘结剂的纤维化程度。所述干法制膜方法包括以下步骤：将物料干法混合后进行纤维化处理，开炼后辊压至预设厚度，得到干法膜片。所述干法电极片的制备方法利用平板热压的方法使干法电极膜和集流体贴合。根据比表面积的变化来监控粘结剂的纤维化水平，便于选用粘结剂充分纤维化的物料来制备膜片，该方法操作简单，数据准确，易于推广，其膜片拉伸强度、极片剥离力有明显提升，进一步地，通过平板热压的方式贴合集流体能够减少辊压时导致的箔材褶皱，提升电芯的性能。

技术领域

本发明涉及膜片制备和电池技术领域，涉及一种监控干法制膜过程中纤维 化程度的方法、干法制膜方法、干法电极片的制备方法和应用。

背景技术

随着水电、太阳能、风能、生物质能、地热能等可再生能源的迅速发展， 我们正在步入一个传统能源与可再生能源齐头并进的新时代，尤其是随着节能 与环保理念的日益深入，推动着能源结构不断向可持续化、清洁化能源方向发 展。

近年来，人们致力于新能源汽车的发展，目前阻碍新能源汽车普及的主要 问题是成本问题。目前从新材料的研究到先进的电池体系的开发，都向着一个 目标前进着，那就是降低成本。现在电池中的正负极制备均采用的湿法涂布的 工艺，虽然经过不断优化，工艺和设备已经达到了非常成熟的阶段，但不可否 认在湿法涂布后需要经过烘干、溶剂回收再处理等繁琐的过程，其中制胶、匀 浆涂布、极片烘烤、NMP回收等设备占地面积大，成本高，维护成本及人力投 入大。相对传统的湿法涂布工艺，现在很多公司及科研单位将目光聚焦到了超 级电容器产品生产工艺里的干法电极制备技术，该技术仅需要将活性物质与粘 结剂混料后进行热辊压即可完成极片的制备，制备过程中无需NMP类溶剂的添 加及干燥回收工艺，不仅大大简化了极片的制备工艺，而且可以使电池制造成 本大幅度下降，同时全程没有有害溶剂的使用，也解决了电池制造过程中带来 的环境污染问题。目前，国内很多企业研究院都在做干法工艺、配方、设备等 各个方面的研究。

但是这些研究大多处于起步阶段，距离量产应用还有很多路要走，还有许 多问题亟需解决。其中，粘结剂的纤维化程度是影响极片成膜的重要因素，但 目前的技术水平缺乏有效的监控手段来检测粘结剂的纤维化情况，只能凭借经 验或成膜后的膜片质量来判断，这种判断方式误差大，效率低，容易出错并且 难以补救，造成良品率低等问题，不利于量产开发。

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干法制膜过 程中纤维化程度的监控方法、干法制膜方法、干法电极片的制备方法和应用， 尤其在于提供一种干法制膜过程中纤维化程度的监控方法、干法制膜方法、干 法电极、干法电极片的制备方法和电池。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种干法制膜过程中纤维化程度的监控方法，所述 监控方法通过物料的比表面积变化来监控粘结剂的纤维化程度；

所述物料为用于膜制备的物料。

该监控方法具有高效便捷的优点，通过测试物料的比表面积，根据比表面 积的变化来监控粘结剂的纤维化水平。从而便于选用粘结剂充分纤维化的物料 来制备膜片(例如正极膜或负极膜)，该方法操作简单，数据准确，易于推广， 解决了现有技术中干法电极制备工艺中粘结剂纤维化程度难以监控的问题。

以干法制备干法正极膜为例进行说明，用于制备干法正极膜的物料包括正 极活性材料、导电剂和可纤维化的粘结剂，正极活性材料采用三元NCM，导电 剂采用Super-P(简称SP)和石墨烯，粘结剂采用聚四氟乙烯(PTFE)，由于 三元NCM颗粒及PTFE比表较小，而导电剂SP及石墨烯比表很大，将物料混 合均匀后，粘结剂纤维化以前，导电剂的比表占混合后的物料比表的主要因素， 随着纤维化的进行，PTFE发生纤维化，拉丝形成网络状结构，这种网状结构很 容易吸附粘接导电剂，导电剂颗粒被粘结剂粘接成团后，比表面积下降，粘结 剂纤维化程度越高，混合物料的比表越小。