[发明专利]干法极片及制备方法和锂离子电池

说明书

本发明公开了一种干法极片及制备方法和锂离子电池。所述制备方法包括以下步骤：(1)将包含活性物质和粘结剂的物料进行预混后，进行纤维化处理，得到填充粉料；(2)采用静电喷涂的方式，将所述的填充粉料填充至泡沫集流体中，辊压后得到干法极片；其中，所述粘结剂包括可纤维化的粘结剂；所述泡沫集流体的孔隙率90％。本发明提供的干法电极的制备方法通过利用干法制备纤维化的填充粉料，并利用静电喷涂的方式进行填充，可以降低极片的电阻率，提高极片吸液量，提高电池倍率性能。同时，该方法的制备过程中无需溶剂，无需烘干，环境安全无污染且降低了制造成本。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种干法极片及制备方法和锂离子电池。

背景技术

目前电极极片膜的加工工艺分湿法工艺和干法工艺。其中湿法工艺是将活性物质、粘结剂和导电剂在溶剂中混合均匀，制成固含量40-60％浆料混合物，然后涂覆于实心片状集流体，最后烘干使溶剂蒸发，去除电极极片膜中的溶剂。该工艺能耗高、成本高，且有溶剂残余、极片电导率差影响电池循环和倍率性能；传统干法工艺是将活性物质、粘结剂和导电剂进行混合，将混合料纤维化，将纤维化物料成膜制成干法电极膜，然后将干法电极膜与实心集流体复合。该工艺制备的极片粘结力差、极片电导率差，影响电池循环和倍率性能。

无论是湿法还是干法工艺其相同点是制成的成品电极膜粘结在集流体上，具有电阻高、粘结力差的风险，制成的电池倍率性能差，无法满足市场对快充需求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种干法极片及制备方法和锂离子电池。本发明提供的干法电极的制备方法通过利用干法制备纤维化的填充粉料，并利用静电喷涂的方式进行填充，可以降低极片的电阻率，提高极片吸液量，提高电池倍率性能。同时，该方法的制备过程中无需溶剂，无需烘干，环境安全无污染且降低了制造成本。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种干法极片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将包含活性物质和粘结剂的物料进行预混后，进行纤维化处理，得到填充粉料；

(2)采用静电喷涂的方式，将所述的填充粉料填充至泡沫集流体中，辊压后得到干法极片；

其中，所述粘结剂包括可纤维化的粘结剂；所述泡沫集流体的孔隙率90％。

优选地，所述可纤维化的粘结剂包括聚四氟乙烯；

优选地，所述粘结剂中还包括聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏二氟乙烯、聚氧化乙烯和羧甲基纤维素中的至少一种，优选为聚丙烯酸。

优选地，所述物料中还包括导电剂，优选包括超级炭黑、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、科琴黑、导电石墨和活性炭中的至少一种；

优选地，所述活性物质、导电剂和粘结剂的质量比为(80-98):(1-10):(1-10)。

优选地，所述填充粉料的粒径为5-90μm，优选为10-50μm。

优选地，所述泡沫集流体的孔隙率95％。

优选地，所述泡沫集流体的厚度为0.5-2mm，优选为1-2mm，更优选为1.3-1.7mm；

优选地，所述泡沫集流体的宽度为30-300mm，优选为30-100mm；

优选地，所述泡沫集流体的平均孔径为60-100μm，优选为80-100μm。

优选地，所述泡沫集流体的材质为铜、铝、镍或锌。

优选地，所述静电喷涂为双面静电喷涂；

优选地，所述静电喷涂的电压为60-90kV；