[发明专利]锂离子二次电池极片的干燥方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子二次电池极片的干燥方法。

背景技术

锂离子二次电池具有能量高、循环寿命长、结构稳定、安全性能好、成本低、无任何有毒有害物质、不对环境构成任何污染等特点，目前广泛应用于电子仪表、数码和家电产品(例如，手机、数码相机、笔记本电脑)上，而且还可适用于制备大容量高功率的动力电池。

传统的锂离子二次电池极片的制造工艺流程如下：首先，将溶剂、粘结剂、导电剂、正/负极活性物质等按照工艺要求依次加入搅拌桶中进行搅拌，得到浆料；然后，将制成后的浆料转入涂布机，并涂敷在集流体表面上；然后，将涂敷有浆料的成卷放进烘箱进行干燥，根据面密度大小不同及特性不同，涂布机的烘箱温度设置在90～110度不等；然后，对干燥后得到的卷料进行轧制、切片、选片和叠片等工艺得到最终的电池所需规格的完整极片。卷料干燥必须在轧制前进行，这是因为轧制前的涂层极片敷料的透气性较好，在烘箱加温可以将水分蒸发，而轧制后烘烤，涂层极片敷料内部的水分很难蒸发，这是因为轧制后将涂层极片敷料进行压缩，空隙缩小，所以水分残留在涂层极片敷料内部。

这种制造工艺流程在制作极片时极易吸水，即使将极片卷料放入烘箱进行加温干燥，也不能完全排出极片敷料中的水分，这将会造成电池在充放电过程中极片中所含的水分会和电池的电解液发生反应产生气体，影响电池性能，特别是对电池的循环寿命造成极大的影响，同时容易造成电池鼓胀，给电池带来很大的安全隐患(例如，发生爆炸)。

为了解决上述问题，在申请号为200810135388.0的中国专利申请“一种极片干燥设备和干燥方法”中提出了一种将待干燥的极片先后放入红外烘烤室和鼓风烘烤室进行烘烤的方法。通过该方法制造的极片的电阻率小，而且在循环过程中的掉料情况减少。但是，磷酸铁锂二价铁氧化成三价铁，自放电大、循环性能差、克容量发挥低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种锂离子二次电池极片的干燥方法，以彻底排除极片卷料中的水分，从而提高电池性能和消除电池鼓胀带来的安全隐患。

为了实现以上目的，本发明提供的锂离子二次电池极片的干燥方法按照以下步骤分开对正极卷料和负极卷料进行干燥：步骤1、将卷料放入干燥箱内的托盘中；步骤2、将干燥箱抽真空至-0.1MPa后持续抽1～30分钟关闭真空系统；步骤3、利用加热器对干燥箱进行加热；步骤4、2～10个小时后在干燥箱内充入惰性气体，直到真空表指针达到-0.01MPa停止；步骤5、让惰性气体在干燥箱内与湿气交换5～30分钟，然后将干燥箱抽真空至-0.1MPa后持续抽1～30分钟关闭；和步骤6、关闭加热器，待温度降至室内温度后从干燥箱内取出卷料投入轧制。

优选地，托盘保持干净，放入干燥箱内的卷料不超过四卷。

优选地，所述步骤3中将正极卷料的加热温度设置为11～130度，将负极卷料的加热温度设置为80～90度。

优选地，所述惰性气体为氮气或氩气。

优选地，所述室内温度为30度以下。

优选地，在关闭加热器之后待温度降至室内温度之前，将干燥箱抽真空至-0.1MPa后持续抽1～30分钟关闭。

优选地，在步骤6中不能待温度降至室内温度立即从干燥箱内取出卷料投入轧制的情况下，将卷料真空保留在干燥箱内最多24小时。

优选地，每2～20小时循环重复步骤4和步骤5，循环次数为5～20次。

优选地，正极卷料每卷长为250～280m，负极卷料每卷长为150～180m。

另一方面，本发明提供一种锂离子二次电池的极片制造方法，其特征在于，分开制造正极极片和负极极片，包括按照权利要求1～7中的任何一个所述的干燥方法分开对正极卷料和负极卷料进行干燥。

通过以上技术方案，可彻底排除极片卷料中的水分，从而提高电池性能(包括循环寿命和容量保持比率)和消除电池鼓胀带来的安全隐患。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的锂离子二次电池极片的干燥方法的流程图；

图2是根据本发明的第二实施例的锂离子二次电池极片的干燥方法的流程示意图；

图3、图4和图5分别是示出方案一、方案二和方案三的测试结果的曲线图。

具体实施方式

以下，将参照附图和实施例对本发明进行描述。