[发明专利]一种干法电极极片的制备方法及二次电池

说明书

本发明公开了一种干法电极极片的制备方法及二次电池，涉及锂电池制造技术领域，包括以下步骤：将电极活性物质、导电剂、粘结剂和热塑性高分子添加剂混合，得混合料；采用气流粉碎设备对混合料进行纤维化处理，得极片粉料；将极片粉料通过水平辊压和垂直辊压压延成干法膜片，收放成卷；将干法膜片通过热辊压贴合到多孔集流体的两侧，即得干法电极极片。本发明是向干法制备原料中加入热塑性高分子添加剂，再通过热辊压使其热熔而相互粘结，使干法膜片与集流体复合，同时提高集流体与干法膜片间的粘结性，解决了干法极片工艺中湿法涂胶带来的溶剂残留问题；省去了箔材表面涂胶工序，降低了成本。

技术领域

本发明涉及锂电池制造技术领域，尤其涉及一种干法电极极片的制备方法及二次电池。

背景技术

传统锂离子电池电极片均采用湿法涂布方式，该工艺是将活性物质、导电剂和粘结剂溶解混合在有机溶剂中，再通过挤压涂布或转移涂布的方式涂覆于集流体表面并进行烘烤；但这种方式存在长时间烘烤和溶剂回收的问题，大大增加生产成本和工艺的复杂性。

干法技术制备电极片是一种新型锂电池制备工艺。专利CN106654177A提出将易纤维化的粘结剂与活性材料、导电剂高速混合剪切，经过辊压机多次辊压，再与涂胶集流体进行热复合，制得干法电极片。该工艺不使用大量的有机溶剂，有利于延长电池的容量和循环寿命；但是在集流体表面涂覆一胶层，会影响活性材料与集流体间界面接触，阻碍电子传输，增大电芯内阻。CN110492106A公开了一种三维多孔基材及其在干法涂布工艺中的应用，是将活性材料、导电剂、及粘结剂PVDF充分干混均匀，制成均匀的混合粉体，再将其推实到三维多孔基材的微孔隙内，最后将嵌入了混合粉体的多孔材料置于热辊中辊轧，并控制厚度，即制成相应的极片。该方法虽然没有在集流体表面涂胶，但是该方法将混合粉体推实到三维多孔基材的微孔隙，存在漏粉和粉料在基材上分布不均匀问题，难以实现干法极片厚度均匀。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种干法电极极片的制备方法及二次电池。

本发明提出的一种干法电极极片的制备方法，包括以下步骤：

S1、将电极活性物质、导电剂、粘结剂和热塑性高分子添加剂混合，得混合料；

S2、采用气流粉碎设备对混合料进行纤维化处理，得极片粉料；

S3、将极片粉料通过水平辊压和垂直辊压压延成干法膜片，收放成卷；

S4、将干法膜片通过热辊压贴合到多孔集流体的两侧，即得干法电极极片。

优选地，S1中，混合料中各原料的质量百分含量为：电极活性物质80-95.5％、导电剂2-7％、粘结剂2-8％、热塑性高分子添加剂0.5-5％。

优选地，所述热塑性高分子添加剂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基乙撑碳酸酯、聚碳酸酯、聚酰胺树脂、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、聚苯醚中的一种或一种以上的组合。

优选地，所述电极活性物质包括正极活性物质或负极活性物质；导电剂包括导电石墨、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种或一种以上的组合；粘结剂包括聚偏氟乙烯、丙烯酸树脂、聚四氟乙烯、丁苯橡胶中的一种或一种以上的组合。

在本发明中，正极活性材料包括镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂、钴酸锂、镍锰或镍铝二元材料、镍钴锰铝四元材料中的任意一种或至少两种的组合；负极活性材料包括石墨、硅碳负极、氧化亚硅、金属锂中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，S2中，所述纤维化的工艺参数为：进气压力为0.4-0.9MPa，粉碎压力为0.4-0.9MPa，气体为压缩空气，水分含量≤50ppm。