[发明专利]一种电极的制备方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极的制备方法及装置。

背景技术

随着国民经济的发展，对电化学储能的需求也日益增强。锂离子混合型储能器件，尤其是锂离子电容器作为一种新型的电化学储能器件，兼有锂离子电池的高能量密度和超级电容器高功率密度的优点，引起越来越多的关注。这种电化学储能器件的特点之一是负极需要预先嵌入部分锂，所以电极需采用带有贯穿上下表面的规整孔的集流体，然而在电极涂布时遇到问题是浆料容易从孔漏下，造成涂布不均从而影响涂布质量。虽然可以通过进一步减小孔径来解决浆料的涂布问题，然而这样会大大提高集流体的制造难度和制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种电极的制备方法及制备装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种电极的制备方法，所述的电极通过将浆料涂布于带有贯穿孔的集流体上制得。在涂布电极第一面时，所述的集流体的背面贴合有柔性基底。

所述的柔性基底为铜箔或铝箔或锡箔，或者所述的柔性基底为聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。所述的柔性基底的厚度为5～20μm。

所述的集流体的贯穿孔的直径为50～1000μm，开孔率为2％～30％。

通常，正极集流体为含有2％～30％开孔率的贯穿孔的铝箔，负极集流体为含有2％～30％开孔率的贯穿孔的铜箔。所述的开孔率是指集流体上孔的面积占集流体的总面积的比例。

电极片的涂布方式包括刮刀涂布、转移式涂布或喷涂等方法，具体做法是将包含正极活性物质、导电剂和粘结剂的浆料涂布到含有2％～30％开孔率的贯穿孔的铝箔上，制成正极电极片；将包含负极活性物质、导电剂和粘结剂的浆料涂布到含有2％～30％开孔率的贯穿孔的铜箔或镍箔上，制成负极电极片。

本发明还公开了一种制备所述的电极的装置，所述装置包括：

集流体放卷装置，用于将集流体沿一定方向连续放卷至涂布装置；

柔性基底放卷装置，与集流体放卷装置并行设置，用于将柔性基底沿一定方向连续放卷至涂布装置；

涂布装置，设置于集流体放卷装置和柔性基底放卷装置的后部，用于将浆料涂布至集流体上；

干燥装置，设置于涂布装置的后部，用于将涂布后集流体上的浆料干燥；

张紧装置，设置于干燥装置的后部，用于施加张力，使集流体保持与柔性基底紧密贴合；

极片收卷装置，设置于张紧装置的后部，用于将干燥后的极片收卷；

以及柔性基底收卷装置，与极片收卷装置并行设置，用于将柔性基底收卷。

所述的干燥装置采用远红外干燥或者微波干燥或者激光干燥。优选采用激光干燥方式，因为激光干燥方式加热效率更高，可以在短时间内使浆料中所含有的溶剂挥发，从而避免在干燥过程中极片与柔性基底分离而使浆料从集流体的贯穿孔漏出。

本发明可以在含有较大孔径或较高开孔率的贯穿孔集流体上涂布浆料，而浆料不会从贯穿孔漏出。

附图说明

图1所示为含有贯穿孔的集流体的光学显微镜照片；

图2所示为实施例1的电极的光学显微镜照片；

图3所示为极片制备装置的示意图。

具体实施方式

本发明采用在带有贯穿孔的集流体下贴合柔性基底的方法进行涂布制备极片，解决了涂布过程中从孔中漏料的问题。柔性基底为5～20μm厚度的铜箔、铝箔、锡箔、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯。聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或者聚对苯二甲酸乙二醇酯作为柔性基底价格便宜、成本较低；铜箔、铝箔、锡箔等金属箔作为柔性基底的优点在于金属箔经过清洗可以重复使用。

本发明还公开了一种制备所述的电极的制备装置，如图3所示，该装置包括：

集流体放卷装置11，用于将集流体61沿一定方向连续放卷至涂布装置20；

柔性基底放卷装置12，与集流体放卷装置11并行设置，用于将柔性基底62沿一定方向连续放卷至涂布装置20；

涂布装置20，设置于集流体放卷装置11和柔性基底放卷装置12的后部，用于将浆料涂布至集流体61上；

干燥装置30，设置于涂布装置20的后部，用于将涂布后集流体61上的浆料干燥；

张紧装置40，设置于干燥装置30的后部，用于施加张力，使集流体61保持与柔性基底62紧密贴合；

极片收卷装置51，设置于张紧装置40的后部，用于将干燥后的极片63收卷；

柔性基底收卷装置52，与极片收卷装置51并行设置，用于将柔性基底62收卷。