[发明专利]一种电池极片的制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种电池极片的制备方法。

背景技术

近年来，高技术电子工业的发展已经可以提供小型化且轻质量的电子设备，这导致越来越多的便携式电子设备被广泛使用，而锂离子二次电池以其放电电压高、能量密度高和循环使用寿命长的优点成为这些便携式电子设备的首选能源。

在锂离子电池的制作过程中，电池极片的制备方法包括将含有电极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂的电极材料的浆料涂覆和/或填充在集电体上，干燥，压延后得到电极片(正极片或负极片)，所述压延是通过轮子挤压电极片的一个表面，通过施加足够的力一次压成，使电极材料的密度增大，从而保证在不增加电池厚度的情况下增大电池的容量。使用这种电池极片制得的电池容量较低，且电池的循环性能较差。

为此，CN 1532984A公开了一种锂离子二次电池的制备方法，该方法包括如下步骤：(a)正极浆料的配制；(b)将正极浆料均匀地涂布在电极集流体上，干燥、压延后得到一定厚度的正极片；(c)负极浆料的配制；(d)将负极浆料均匀地涂布在电极集流体上，干燥、压延后得到一定厚度的负极片；(e)将制备好的正、负极片与隔膜卷绕成电池芯，装入电池壳中并焊接，随后将电解液注入电池壳中，密封，制成锂离子二次电池；其中，所述步骤(a)包括将正极活性物质、碳系材料导电剂、水溶性粘合剂、增粘剂溶解在水中，搅拌均匀即得正极浆料，所述水溶性粘合剂由PTFE或SBR或者它们的混合物组成，用量为正极活性物质的0.5-15.0重量％；所述增粘剂为甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)和羟丙基纤维素(HPC)中的一种或几种，用量为正极活性物质的0.2-10.0重量％。该方法试图通过改进粘合剂来改善电池的循环性能和使电池的制备方法更加环保。然而，该方法对电池的初始容量并无改进，甚至还稍有降低。

CN 1652373A公开了一种锂离子二弟电池正极涂料的制备方法，该方法包括使用具有混炼部和稀释部、在混炼部和/或稀释部还具有沿和运送混炼物相反的方向返回的叶片和/或叶片的组合的连续式双轴混炼机，调配该正极用涂料。该发明试图通过使用不同的设备来制备电极浆料，使电极浆料混合更均匀而提高电极对电解液的透过性，然而对电池的容量仍无明显改进。

CN 1229888C公开了一种非水系二次电池的制备方法，该方法包括获得含有由含锂的过渡金属氧化物构成的正极活性物质、第一粘合剂A和分散介质的糊状物A的工序(i)；获得含有由炭黑构成的导电剂、第2粘合剂B和分散介质的糊状物B的工序(ii)；将糊状物A和糊状物B混合来获得正极合剂糊状物C的工序(iii)；将正极合剂糊状物C涂布到正极芯材上并进行压延和干燥来获得正极的工序(iv)；以及使用上述正极、负极和非水电解液来组装电池的工序(V)，并且上述非水电解液对粘合剂A的接触角θ_A和上述非水电解液对粘合剂B的接触角θ_B满足θ_B-θ_A≥15°。该方法试图通过改进粘合剂在电极片上的分布状态而提高电池的容量。虽然使用该方法能在一定程度上提高电池的容量，但该方法存在操作工艺复杂，不便工业化生产的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的电池极片制备方法制得的电池极片使得电池容量低或者存在工艺复杂的缺点，提供一种电池容量高、循环性能好且工艺简单的电池极片的制备方法。

本发明的发明人通过试验研究发现，采用传统一次压延方法制得的电池极片存在直接受压和非直接受压极片两面的体密度不均，极片在烘烤干燥以及充放电过程中体积膨胀较大，致使电池发鼓，不仅使得使用该极片的电池的循环性能和容量低，而且还存在爆炸的安全隐患。

本发明提供的电池极片的制备方法包括将含有电极活性物质、添加剂和溶剂的电极材料浆料负载到集电体上，然后将所得负载有电极材料的集电体干燥、压延，其中，所述压延的次数至少为两次，且对负载有电极材料的集电体的两个相对表面进行直接压延。

由于本发明提供的电池极片的制备方法采用对负载有电极材料的集电体进行至少两次压延且对负载有电极材料的集电体的两个相对表面进行直接压延，因而一方面能够大大提高电池极片上的电极材料密度，另一方面还能使同一表面和相对两个表面之间的电极材料密度均一，从而能够有效克服极片在烘烤干燥以及充放电过程中体积膨胀较大、致使电池发鼓的现象，提高使用该极片的电池的循环性能和容量。

具体实施方式