[发明专利]一种制备极片表涂更加致密陶瓷图层的方法及电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种制备极片表涂更加致密陶 瓷图层的方法及电池。

背景技术

锂离子电池的安全性能和使用寿命一直以来都是大家关注的焦点，尤其 动力电池的快速发展应用使得人们对锂离子电池的安全性能和使用寿命更 加关心，动力电池性能的提升也更加的迫切，离子电池专业人员也一直做着 不懈的努力，极片的表涂工艺就应运而生。

极片表涂就是在锂离子电池极片表面涂覆一层薄薄的陶瓷涂层，陶瓷涂 层具有绝缘性、离子导通性和较强的机械性能，能够有效防止电芯的内部微 短路，提高电池的抗振动、挤压、针刺等安全测试的能力，且表涂后涂层对 极片起到一定支撑作用防止电池循环后期极片的坍塌、粉碎。

目前极片表涂普遍采用的是在负极表面涂覆Al₂O₃陶瓷浆料，因为陶瓷 浆料的溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)有机溶剂，NMP对负极石墨有一定的 浸润性，这就导致负极石墨在表涂后有一定的膨胀，表现为负极片的增厚。 当陶瓷涂层在3-5μm时，负极片总的增厚在6-10μm。且如果陶瓷涂层因与 极片粘结力不强掉粉严重，这样就达不到对电池性能提高的目的甚至因陶瓷 粉料的脱落导致异物的聚集对电池的性能产生不良的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种制备极片表涂更加致密陶瓷图层的方法 及电池，以解决目前陶瓷浆料在极片表面进行涂覆，涂层粘结力不足极易造 成掉粉现象，不仅失去了提高电池性能的作用，也给电芯安全及电性能造成 隐患，且表涂极片反弹量太大且陶瓷涂层结构疏松，较大的反弹使得电芯的 厚度得不到保障，陶瓷涂层疏松对电池安全性能的影响达不到理想的效果等 问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种制备极片表涂更加致密陶瓷图层的方法，包括如下步骤：

1)浆料配置：将陶瓷主料Al₂O₃、粘结剂BM520B、溶剂NMP搅拌混 合配置成浆料，浆料固含量在35％～45％(质量分数)；

2)涂布：80～100℃下将所述浆料表涂在负极片上。

优选的，所述浆料中陶瓷主料Al₂O₃占总浆料的34.3～44.4％(质量分 数)；

优选的，所述粘结剂BM520B胶液占总浆料的8.6～11.1％(质量分数)；

优选的，所述粘结剂BM520B为10％固含胶液，保存环境温度为15～ 45℃。

优选的，所述浆料的细度≤0.2μm。

优选的，所述浆料粘度为150～350mPa·s。

优选的，表涂面密度范围为0.53～0.57mg/cm²。

优选的，所述步骤1)中，按比例先将陶瓷主料Al₂O₃和NMP混合，公 转慢速搅拌在20～25转/分钟，自转快速搅拌在1500～2000转/分钟，慢速、 快速同时搅拌，搅拌均匀得混合液；再将粘结剂BM520B按比例加入上述混 合液中，慢速搅拌在20～25转/分钟，快速搅拌在1500～2000转/分钟，慢 速、快速同时搅拌均匀；检测浆料粘度及细度，若粘度未达到150～350mPa ·s或细度未达到≤0.2μm，再次公转慢速搅拌在20～25转/分钟，自转快速 搅拌在2500～3500转/分钟，慢速、快速同时进行至粘度达到150～350mPa ·s，细度≤0.2μm。

优选的，将所述浆料转运至涂布处时压力保持真空-0.098～-0.095MPa。

相对于现有技术，本发明所述的制备极片表涂更加致密陶瓷图层的方法 具有以下优势：

本发明所述的制备极片表涂更加致密陶瓷图层的方法能够提高负极片 表面陶瓷图层的致密度，使涂层与负极片的粘接力更强，降低了极片表涂后 的反弹量，使得电芯在满足加工性能的同时，安全性能和电性能得到最大的 提升。本发明通过对陶瓷浆料粘结剂和固含量的调整，使得表涂在满足涂层 厚度3-5μm的同时缩小了极片的反弹，从而控制了电芯的总体厚度，使得电 池在一个良好的加工范围内。粘结剂的改变同时使得表涂后电芯在整个装配 和后期循环过程中均能粘贴在负极片表面，大大减轻了陶瓷涂层脱落的情 况。

一种电池，包括使用上述的制备极片表涂更加致密陶瓷图层的方法制备 的负极片，负极片涂布后增厚6～10μm。

优选的，负极片，表涂涂层厚度3～5μm