[发明专利]一种锂二次电池用单面膜极片的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池，具体涉及一种锂二次电池用单面膜极片的生产方法。

背景技术

目前锂二次电池正、负极片生产工艺流程为：首先是将正极或负极粉料、导电剂、溶剂、粘结剂等混合制备成固液两相分散均匀的浆料，然后将浆料涂在金属箔的两个表面，接着做烘干处理和碾压处理，再裁切成型后进入电池组装工序。其中极片碾压流程如附图1所示。

随着锂二次电池应用领域越来越广，市场对其要求越来越多样化，例如降低厚度、提高能量密度和超薄型聚合物（软包装）锂电池。这样就催生了一种新的极片结构设计，主要是需要加工出只涂覆单面膜的极片。

按照目前锂电池常规的加工工艺，必须将极片进行碾压，以提高活性物质的密度和其与金属箔材的粘结性，如果不碾压极片则会造成成品电池内阻很大、电池容量和循环等性能大大降低甚至无法使用。锂电池行业目前使用的碾压机均采用压辊、加压、转动方式，极片在碾压过程是线性表面短时间受力，因为金属箔材压延特性和涂覆在上面的正负极材料压延特性不同，受力结束后反弹情况也不相同，所以只涂覆单面膜的极片在碾压后都会朝向金属箔材表面方向卷曲，严重影响极片的后续加工，增加生产操作难度或无法操作（如图2所示）。单面膜极片碾压后极片卷曲非常严重，也使得此类结构设计的极片及超薄型聚合物（软包装）电池无法实现大规模生产。

近十年来，我国的二次电池尤其是锂二次电池产量快速增长，产量和规模已经居于世界前列。但是在高端电池技术领域例如圆柱形动力电池、聚合物电池、超薄型电池等方面和国外还有较大差距。如目前超薄型的化学电源电池，在实际中有很多应用，比如在电子书签，小型电子仪器，音乐贺年卡和生日贺卡，有主动电源的信用卡和银行卡，货物运输时位置追踪监控的信号发射源等等产品上的应用。目前超薄型的化学电源电池基本上只有美日等国家的少数大公司掌握该技术，超薄型锂电池国内更是鲜有生产。如果能解决单面膜极片加工存在的卷曲问题，也可以使超薄型聚合物（软包装）锂电池规模生产成为可能。

为解决基片碾压处理产生的严重卷曲问题，现有的解决手段大多集中在涂膜工序中，如中国专利申请CN200610061106.8、CN 200710185231.4提供极片涂布的方法，以获得涂膜均匀的极片；CN200810066074公开一种锂离子电池正极极片的制作方法，主要解决涂膜粘结附着力问题，从而来提高极片加工性能，但是这些方法操作过程比较繁琐，而且也不是针对单面涂膜极片生产行之有效的方法。因此，现有技术中缺乏专门解决锂二次电池用单面膜极片的生产方法。

发明内容

为有效解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种只需改变线性辊压时放置基片的方式和制片工艺流程，同时适当调整所涂敷膜层的材料配方和碾压时的工艺参数，就可以大大降低基片的卷曲程度，从而使得应用单面膜极片的锂电池包括超薄型聚合物（软包装）锂电池能够实现规模化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实施的：

一种锂二次电池用单面膜极片的生产方法，所述的生产方法是将基片依次做涂膜、烘干、碾压处理，其中，所述的涂膜为单面涂膜，涂膜采用的正、负极材料中加入鳞片石墨；涂膜的基片烘干后对折或者两个基片重叠使未涂膜面相对再做碾压处理。

在正负极材料配方内加入添加剂--特殊石墨即鳞片石墨，该石墨结构为鱼鳞片状。由于正负极材料及导电石墨等大多是球形或类球型结构，加入鱼鳞片状石墨后，在碾压时鳞片状石墨有平行滑动的能力并填充微观球形材料间的空隙位置，使得球型结构的材料在碾压时产生的应力大大降低。所以添加有适量鳞片石墨添加剂的单面膜极片碾压结束后反弹情况减轻，可以有效降低极片卷曲。同时该添加剂和导电石墨是同一种化学成分—C(碳)，只是结构有差别，所以在加入该添加剂的同时又不会影响电池的任何性能。

同时在碾压时将单面膜基片对折或者两层单面膜基片重叠后一起碾压，重叠时使未涂膜金属面相对。这样使得单面膜基片变相的成为“双面膜基片”进行碾压，在碾压过程中有效的减轻基片卷曲程度以利于连续碾压生产，获得合格极片。

作为优选，根据本发明所述的生产方法，其中，所述鳞片石墨占正、负极材料重量的0.5-3%。

作为优选，根据本发明所述的生产方法，其中，所述正极材料由90～95wt%的钴酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和三元材料等中的至少一种、1～5wt%的导电石墨、0.5～3wt%鳞片石墨和2～5%的PVDF（聚偏氟乙烯）组成。