[发明专利]一种电池极片黏弹性原料、原料制备方法及极片制备方法

说明书

本发明公开了一种电池极片黏弹性原料、原料制备方法及极片制备方法，属于电池制造领域。通过独特的固含量为40％‑80％和黏弹度为1000‑5000MPa黏弹性原料设计，厚膜极片的生产制造。通过原料高速混合→混合后原料捏合→挤出成型→膜片制备→干式涂布辊压成型→极片制备等工艺，完成电池极片的自动化制作。对比现有的捏合开炼工艺，本方案增加电池极片活性物质的载量范围为0.1‑0.7g/cm²，在制作中减少辅材用量；不仅自动化程度高，还提高了生产效率和极片的一致性。

技术领域

本发明涉及电池制造领域，更具体地说，涉及一种电池极片黏弹性原料、原料制备方法及极片制备方法。

背景技术

迄今，资源型化石燃料仍然是人类主要的电力供给源。其大量使用造成的碳排放是造成目前地球温室效应的主要原因。作为重要的解决手段之一，开发利用以太阳能和风能为代表的可再生能源发电已成为当务之急。然而，包括太阳能、风能、潮汐能等在内的这些自然能源是间歇性的，其产生的电能大小严重依赖于天气、季节、时间和地点等自然因素。这些不稳定的电能如果直接并入电网，会严重干扰电网的正常运行。大规模储能系统的采用可以有效地解决这个问题，依靠可再生的自然资源产生的间歇性能源可以通过储能系统的存储和释放接入电网，使用户端得到稳定、安全、高效的清洁能源。

目前，主要储能技术有电化学储能、机械储能、化学储能、电气储能和相变储能等。电化学储能技术与其他储能方式相比具有效率高、投资少、使用安全、应用灵活等特点，最符合当今能源的发展方向。在各种电化学储电方式中，二次电池使用与维护最为方便。然而目前成熟的二次电池体系，几乎都不适合大规模储能应用。传统的铅酸、镉镍电池含有大量有害的重金属元素,大规模应用会在生产和废弃阶段造成严重的环境污染，而且对环境温度要求严格，仅适用室内运行环境，使用寿命短，性价比低；镍氢电池采用了昂贵的稀有金属,资源与价格上难于满足大规模储电的成本要求，且高温性能差，工作电压低。全钒液流电池除了采用了贵金属外，还有昂贵的离子交换膜，正负极电解液存在毒性和腐蚀性，以及能量转换效率不高等问题；钠硫电池因为工作温度极高，价格昂贵，液态硫和金属钠也对氧化铝隔膜具强腐蚀性，容易造成燃烧事故。水系离子电池由于采用中性的盐水溶液作为电解质，既避免了有机电解质的易燃问题，又克服了传统水系电池的高污染，短寿命(如铅酸电池)和价格昂贵(镍氢电池)的缺点，具有安全、低成本、长寿命、环保可回收等特性，是一种全新的新型电池，也是大型储能技术要求的理想体系。

随着储能电池被广泛被用于光伏、风电等新能源行业，作为储能电池具有广阔的发展前景；在现有电池极片成型过程中，大都采用拉浆和涂布工艺，生产的极片的活性物质负载量小，辅材用量多，如果使用捏合开炼工艺能达到需要的极片负载量，但是，由于在生产操作中单片拾取时工人劳动强度较大，且人工操作中容易产生极片碰伤、划伤的情况，给安全操作和生产效率的提高带来了诸多问题，限制了整线生产效率。

针对于水系离子也有一些生产工艺，如CN108232195A公开了一种基于聚四氟乙烯粘结剂的水系离子电池的极片成型方法，包括：步骤1)以水系离子电池电极使用的陶瓷粉体和无机碳源导电剂为原料，使用水作为溶剂，加入聚四氟乙烯作为粘结剂，球磨制得均匀浆料；步骤2)将所得浆料进行过滤得到滤饼，将得到的滤饼经过进一步烘干得到干燥粉体；步骤3)将所得到的干燥粉体造粒、过筛，得到粒度均匀的颗粒状粉体；步骤4)将得到的颗粒状粉体采用干压成型的方法批量制备电池极片。此发明采用球磨制作浆料联合造粒的方式，得到的粉体成颗粒状，大大改进粉体因为粘结剂带来的流动性问题，使得极片成型容易控制，由此适合采用干压成型制得厚极片。但是其主要是关键在于黏弹性原料，黏弹性原料给出了大概性能，但是，在工艺上，并不能解决现有技术中操作安全，生产效率低的问题。

发明内容

1.要解决的技术问题