專利名稱：鋰離子電池極片的制備方法及表面處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及ー種鋰離子電池極片的制備方法及鋰離子電池極片的表面處理裝置。
背景技術(shù)：
鋰離子電池是ー種新型高能二次化學(xué)電池，與其它的二次電池相比，具有電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長、無污染公害、無記憶效應(yīng)、自放電小、工作溫度范圍高等突出優(yōu)點(diǎn)，是ー類具有廣闊發(fā)展前途的緑色化學(xué)電源。尤其是近年來全球范圍內(nèi)的資源和環(huán)保問題，導(dǎo)致有色金屬和稀土價格高企不下，給鎳氫電池、鉛酸電池等常規(guī)二次電池造成嚴(yán)重的成本壓カ和環(huán)保壓力，鋰離子電池在大多數(shù)領(lǐng)域尤其是民用領(lǐng)域取代其它二次電池取得了人們的一致認(rèn)同，今后將是大勢所趨。與常規(guī)鉛酸和鎳氫電池不同，由于鋰的高度活潑性，無法采用水作為電解質(zhì)溶液，因此，只能采用非水溶劑作為電解質(zhì)溶液，給鋰離子電池的應(yīng)用和制造エ藝帶來了不同的影響。鋰離子電池?zé)o法采用水溶液電介質(zhì)，缺乏鉛酸和鎳氫等二次電池具有的過充自保護(hù)機(jī)制，電池充放電過程中存在安全問題，需要采用外電子線路進(jìn)行充電和放電保護(hù)，而有機(jī)溶劑的電導(dǎo)率遠(yuǎn)低于水溶液體系，使得鋰離子電池必須采用薄極片和薄隔膜。由于鋰離子電池中的隔膜厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鉛酸或鎳氫電池，因此，在電池制造過程中產(chǎn)生的浮粉對電池自放電、微短路的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他電池體系，尤其是對電池制造的合格率和安全性的影響更大。目前常規(guī)的鋰離子電池制造エ藝流程大同小異，電極極片成型分切后，直接進(jìn)入制片和卷繞エ序?，F(xiàn)有的鋰離子電池極片制備包括:1)極片涂布分切エ序，依次為極片涂布、極片輥壓、極片分切、極片收卷；2)制片封裝エ序，依次為制片、卷繞、入殼、點(diǎn)底、封ロ。由于鋰離子電池生產(chǎn)過程中エ藝步驟多，極片經(jīng)過多道轉(zhuǎn)移步驟，雖然經(jīng)過嚴(yán)格的浮粉控制措施，但是極片表面仍容易產(chǎn)生數(shù)量不等的浮粉，造成電池自放電大、微短路多、產(chǎn)品合格率低等缺陷，嚴(yán)重影響電池的循環(huán)壽命和安全性能。公開號為CN101210165A的中國發(fā)明專利申請公開了一種鋰離子電池正極片水性涂布粘結(jié)劑，由以下重量百分比原料配制而成:60% 85%的主粘結(jié)劑、10% 20%的增稠齊[J、2% 10%的輔助粘結(jié)劑以及3% 10%的附著力增進(jìn)表面活性剤，主粘結(jié)劑為明膠、魚膠、魚漂膠中的至少ー種，增稠劑為水性高分子化合物或幾種水性高分子化合物的混合物，輔助粘結(jié)劑為こ丙三元膠膠乳、丙烯腈-丁ニ烯橡膠膠乳、丁苯橡膠膠乳中的至少ー種，附著カ增進(jìn)表面活性劑為a-長鏈烷基酚多縮こニ醇醚、平平加、水溶性氨基聚硅氧烷或水溶性鈦酸酯偶聯(lián)劑。該技術(shù)方案通過對粘結(jié)劑的改進(jìn)，提高粘結(jié)力，滿足活性物質(zhì)的涂布要求，但是在規(guī)?；a(chǎn)中，仍會有較多的浮粉，并且，電池充放電過程中存在安全問題，仍需要采用外電子線路進(jìn)行充電和放電保護(hù)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了ー種鋰離子電池極片的制備方法，増加了極片表面處理工序，在極片表面形成高分子薄膜，能有效防止鋰離子電池極片掉粉以及減少電池在制造過程中產(chǎn)生的浮粉，提高活性物質(zhì)的粘接力，能夠改善鋰離子電池的綜合電化學(xué)性能。ー種鋰離子電池極片的制備方法，包括:I)極片涂布分切エ序；2)極片表面處理工序:將經(jīng)涂布分切后的極片置于水溶性高分子處理液中浸泡，然后干燥，在極片表面形成高分子膜(即高分子薄膜);所述水溶性高分子處理液包括水和水溶性高分子化合物；3)制片封裝エ序。本發(fā)明鋰離子電池極片的制備方法中，在極片涂布分切エ序之后，在制片封裝エ序之前，増加了極片表面處理工序，在極片表面形成高分子薄膜，能有效防止鋰離子電池正極和負(fù)極極片掉粉以及減少電池在制造過程中產(chǎn)生的浮粉，提高活性物質(zhì)的粘接力，從而提高鋰離子電池的循環(huán)壽命，減少電池自放電，降低電池短路和微短路率，提高電池成品率和安全性能。同吋，電極表面覆蓋的高分子薄膜能有效吸收保存電解液，改善鋰離子電池的綜合電化學(xué)性能。作為優(yōu)選，所述水溶性高分子化合物為天然水溶性高分子化合物(如明膠)、半合成水溶性高分子化合物(如羧甲基纖維素、羥こ基纖維素、羥丙基纖維素等)、合成水溶性高分子化合物(如聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚こ烯醇等)中的ー種或兩種以上，進(jìn)ー步優(yōu)選，所述水溶性高分子化合物為明膠、羧甲基纖維素、羥こ基纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚こ烯醇中的ー種或兩種以上。上述的水溶性高分子化合物溶解在水中，形成水溶性高分子處理液，從而有利于在極片表面形成高分子薄膜。作為優(yōu)選，所述水溶性高分子處理液的制備包括:采用輔助手段將水溶性高分子化合物溶解在去離子水中，形成水溶性高分子處理液，所述輔助手段為加熱、攪拌、超聲波分散等中的ー種或兩種以上。采用輔助手段可以提高水溶性高分子化合物的溶解速度和均勻性，選用去離子水，可以避免雜質(zhì)離子的影響。作為優(yōu)選，所述水溶性高分子處理液中水溶性高分子化合物的質(zhì)量百分含量為
0.1% 10%，該濃度的水溶性高分子處理液能夠使得在極片表面形成較好的高分子薄膜。進(jìn)ー步優(yōu)選，所述水溶性高分子處理液中水溶性高分子化合物的質(zhì)量百分含量為1% 8%。為了進(jìn)一歩提高鋰離子電池的安全性和熱穩(wěn)定性，在配置水溶性高分子處理液時，可在其中加入納米級的氧化鋁、氧化鋯和ニ氧化硅等無機(jī)氧化物顆粒，作為優(yōu)選，所述水溶性高分子處理液還包括無機(jī)氧化物顆粒。進(jìn)ー步優(yōu)選，所述無機(jī)氧化物顆粒為納米級的氧化鋁、氧化鋯、ニ氧化硅中的ー種或兩種以上，無機(jī)氧化物顆粒的尺寸為0.1nm lOOnm，添加量(即在所述水溶性高分子處理液中的無機(jī)氧化物顆粒的質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為
0.05% 10%，進(jìn)ー步優(yōu)選，為1% 8%。在水溶性高分子處理液中加入三氧化ニ鋁、氧化鋯等無機(jī)氧化物顆粒后再進(jìn)行表面涂覆形成高分子薄膜，在電極表面形成耐高溫的無機(jī)氧化物顆粒/高分子薄膜的阻隔層，能大大提高鋰離子電池的安全性，是ー種有效提高電池極片綜合性能的表面處理方法。作為優(yōu)選，所述浸泡的時間為I 60秒，所述干燥的溫度為40 120°C，所述干燥的時間為5 120秒，極片表面形成的高分子膜的厚度控制在I 10微米，有利于改善鋰離子電池的綜合電化學(xué)性能。進(jìn)ー步優(yōu)選，所述浸泡的時間為5 55秒，所述干燥的溫度為50 110°C，所述干燥的時間為10 110秒，極片表面形成的高分子膜的厚度控制在I 3微米。本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池極片的表面處理裝置，能有效實(shí)現(xiàn)對鋰離子電池極片的表面處理。一種鋰離子電池極片的表面處理裝置，包括依次設(shè)置的放卷輪、極片浸泡料槽、刮膠刀、烘道、對輥機(jī)以及收帶輪，極片通過若干個導(dǎo)帶輪從放卷輪依次經(jīng)過極片浸泡料槽、刮膠刀、烘道、對輥機(jī)至收帶輪。對應(yīng)于極片表面處理工序，將極片置于水溶性高分子處理液中浸泡是在極片浸泡料槽中實(shí)現(xiàn)的，干燥是在烘道中實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置中，將極片表面處理工序分解為極片放卷、浸泡、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，上述分解的エ序分別依賴于本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置中的放卷輪、極片浸泡料槽、刮膠刀、烘道、對輥機(jī)以及收帶輪實(shí)現(xiàn)，能自動高效地完成極片的表面處理，從而便于エ業(yè)化連續(xù)化生產(chǎn)。經(jīng)過極片涂布分切エ序后，一般將經(jīng)涂布分切后的極片卷成筒狀，以便后續(xù)エ序處理。放卷輪用于放置經(jīng)涂布分切后卷成筒狀的極片，用于極片放卷；收帶輪與卷成筒狀的極片的一端連接，用于極片收卷。在放卷輪和收帶輪之間合理地布置極片浸泡料槽、刮膠刀、烘道、對輥機(jī)，并通過相應(yīng)的導(dǎo)帶輪對極片導(dǎo)向，完成極片放卷、浸泡、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序。作為優(yōu)選，所述若干個導(dǎo)帶輪包括依次平行設(shè)置的第一導(dǎo)帶輪、第二導(dǎo)帶輪、第三導(dǎo)帶輪、第四導(dǎo)帶輪、第五導(dǎo)帶輪和第六導(dǎo)帶輪。在所述第一導(dǎo)帶輪和第二導(dǎo)帶輪之間設(shè)有兩個糾偏導(dǎo)輪，兩個糾偏導(dǎo)輪之間為極片通過的空間，從而對極片起到壓平、糾偏的作用。進(jìn)ー步優(yōu)選，在所述兩個糾偏導(dǎo)輪之間設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向槽，該環(huán)形導(dǎo)向槽的寬度與極片寬度大小相適應(yīng)，從而能夠更好地起到糾偏、導(dǎo)向作用。所述極片浸泡料槽設(shè)置在第二導(dǎo)帶輪和第三導(dǎo)帶輪之間，在極片浸泡料槽內(nèi)設(shè)置有浸泡導(dǎo)帶輪，使得極片通過極片浸泡料槽，實(shí)現(xiàn)極片在水溶性高分子處理液中浸泡。所述刮膠刀設(shè)置在第三導(dǎo)帶輪和第四導(dǎo)帶輪之間。作為優(yōu)選，所述刮膠刀包括沿極片厚度方向相對設(shè)置的第一刀片和第二刀片，第一刀片和第二刀片之間為極片通過的空間。通過調(diào)整第一刀片和第二刀片之間的距離，采用刮膠刀控制表面涂覆量，從而可以控制極片表面形成的高分子薄膜的厚度及表面質(zhì)量。所述烘道設(shè)置在第四導(dǎo)帶輪和第五導(dǎo)帶輪之間，烘道能夠使得在水溶性高分子處理液中浸泡過的極片進(jìn)行干燥，從而形成穩(wěn)定的高分子薄膜。所述對輥機(jī)設(shè)置在第五導(dǎo)帶輪和第六導(dǎo)帶輪之間，在表面涂覆水溶性高分子層烘干后采用對輥機(jī)輥壓，對輥機(jī)將極片壓平，以便收帶輪的收卷。所述放卷輪位于第一導(dǎo)帶輪沿豎直方向的下方，所述收帶輪位于第六導(dǎo)帶輪沿豎直方向的下方，在極片在放卷、收卷過程中控制張力，從而使得極片依次通過設(shè)置在第一導(dǎo)帶輪和第六導(dǎo)帶輪之間的極片浸泡料槽、刮膠刀、烘道和對輥機(jī)，自動高效地完成極片的表面處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):一、本發(fā)明鋰離子電池極片的制備方法，増加了極片表面處理工序，在極片表面形成高分子薄膜，能有效防止鋰離子電池正極和負(fù)極極片掉粉以及減少電池在制造過程中產(chǎn)生的浮粉，提高活性物質(zhì)的粘接力，從而提高鋰離子電池的循環(huán)壽命，減少電池自放電，降低電池短路和微短路率，提高電池成品率和安全性能。同吋，電極表面覆蓋的高分子薄膜能有效吸收保存電解液，改善鋰離子電池的綜合電化學(xué)性能。在優(yōu)選的技術(shù)方案中，在水溶性高分子處理液中加入三氧化ニ鋁、氧化鋯等無機(jī)氧化物顆粒后再進(jìn)行表面涂覆形成高分子薄膜，在電極表面性形成耐高溫的無機(jī)氧化物顆粒/高分子薄膜的阻隔層，能大大提高鋰離子電池的安全性，是ー種有效提高電池極片綜合性能的表面處理方法。ニ、本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，將極片表面處理工序分解為極片放卷、浸泡、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，上述分解的エ序依賴于本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置中的放卷輪、極片浸泡料槽、刮膠刀、烘道、對輥機(jī)以及收帶輪實(shí)現(xiàn)，能自動高效地完成極片的表面處理，從而便于エ業(yè)化連續(xù)化生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明鋰離子電池極片的制備方法的エ藝流程圖；圖2為本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，為本發(fā)明鋰離子電池極片的制備方法的エ藝流程，包括:I)框I內(nèi)為極片涂布分切エ序，依次為極片涂布、極片輥壓、極片分切、極片收卷；2)框3內(nèi)為極片表面處理工序，依次為極片放卷、糾偏、過極片浸泡料槽、表面刮膠、進(jìn)烘道、對輥、極片收卷，將經(jīng)涂布分切后的極片置于水溶性高分子處理液中浸泡，然后干燥，在極片表面形成高分子膜(即高分子薄膜)，浸泡在極片浸泡料槽中進(jìn)行，干燥在烘道中進(jìn)行；水溶性高分子處理液包括水和水溶性高分子化合物，水溶性高分子化合物為明膠、羧甲基纖維素、羥こ基纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚こ烯醇中的一種或兩種以上；水溶性高分子處理液的制備包括:采用輔助手段將水溶性高分子化合物溶解在去離子水中，形成水溶性高分子處理液，輔助手段為加熱、攪拌、超聲波分散等中的一種或兩種以上；水溶性高分子處理液中水溶性高分子化合物的質(zhì)量百分含量為0.1% 10%。水溶性高分子處理液還包括無機(jī)氧化物顆粒，無機(jī)氧化物顆粒為納米級的氧化鋁、氧化鋯、ニ氧化硅中的ー種或兩種以上，無機(jī)氧化物顆粒的尺寸控制在0.1nm lOOnm，添加量(即在所述水溶性高分子處理液中的無機(jī)氧化物顆粒的質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為0.05% 10% ；浸泡的時間為I 60秒，干燥的溫度為40 120°C，干燥的時間為5 120秒，極片表面形成的高分子膜的厚度控制在I 10微米。
3)框2內(nèi)為制片封裝エ序，依次為制片、卷繞、入殼、點(diǎn)底、封ロ。其中，框I內(nèi)的極片涂布分切エ序和框2內(nèi)的制片封裝エ序?yàn)楝F(xiàn)有技木，采用現(xiàn)有的裝置即可實(shí)現(xiàn)，目前，現(xiàn)有的鋰離子電池極片的制備方法主要分為兩步，即框I內(nèi)的極片涂布分切エ序和框2內(nèi)的制片封裝エ序。本發(fā)明鋰離子電池極片的制備方法中，增加了框3內(nèi)的極片表面處理工序，在極片表面形成高分子薄膜。如圖2所示，為本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，包括依次設(shè)置放卷輪4、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8以及收帶輪9，極片10通過若干個導(dǎo)帶輪從放卷輪4依次經(jīng)過極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8至收帶輪9。若干個導(dǎo)帶輪包括依次平行設(shè)置的第一導(dǎo)帶輪11、第二導(dǎo)帶輪12、第三導(dǎo)帶輪13、第四導(dǎo)帶輪14、第五導(dǎo)帶輪15和第六導(dǎo)帶輪16，第一導(dǎo)帶輪11和第二導(dǎo)帶輪12之間設(shè)有兩個糾偏導(dǎo)輪17，兩個糾偏導(dǎo)輪17之間為極片通過的空間，在兩個糾偏導(dǎo)輪17之間設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向槽，該環(huán)形導(dǎo)向槽的寬度與極片10寬度大小相適應(yīng)。極片浸泡料槽5設(shè)置在第二導(dǎo)帶輪12和第三導(dǎo)帶輪13之間，在極片浸泡料槽5內(nèi)設(shè)置有浸泡導(dǎo)帶輪18。極片浸泡料槽5內(nèi)有水溶性高分子處理液19。刮膠刀6設(shè)置在第三導(dǎo)帶輪13和第四導(dǎo)帶輪14之間，刮膠刀6包括沿極片10厚度方向相對設(shè)置的第一刀片和第二刀片，第一刀片和第二刀片之間為極片10通過空間。烘道7設(shè)置在第四導(dǎo)帶輪14和第五導(dǎo)帶輪15之間。對輥機(jī)8設(shè)置在第五導(dǎo)帶輪15和第六導(dǎo)帶輪16之間。放卷輪4位于第一導(dǎo)帶輪11沿豎直方向的下方，收帶輪9位于第六導(dǎo)帶輪16沿豎直方向的下方。使用本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，將極片表面處理工序分解為極片放卷、糾偏、浸泡、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，上述分解的エ序依賴于本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置中的放卷輪4、糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8以及收帶輪9實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例1采用具體實(shí)施方式
中的鋰離子電池極片的制備方法，包括:1)極片涂布分切エ序；2)極片表面處理工序；3)制片封裝エ序。極片表面處理工序依次為極片放卷、糾偏、浸泡、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，采用具體實(shí)施方式
中的本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，依賴于放卷輪4、糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8以及收帶輪9實(shí)現(xiàn)。極片浸泡料槽5內(nèi)有水溶性高分子處理液19，浸泡在極片浸泡料槽5中進(jìn)行，干燥在烘道7中進(jìn)行。水溶性高分子處理液的制備:將去離子水和羥こ基纖維素(陶氏化學(xué)羥こ基纖維素QP15000)攪拌混合均勻，得到水溶性高分子處理液，水溶性高分子處理液中羥こ基纖維素的質(zhì)量百分含量為5%。使用本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，極片10從放卷輪4依次經(jīng)過糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8至收帶輪9，完成極片放卷、浸泡、糾偏、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，浸泡的時間為40秒，采用刮膠刀控制表面涂覆量，干燥的溫度為90°C，干燥的時間為50秒，再經(jīng)輥壓之后，極片表面形成的厚度為2微米的高分子膜。實(shí)施例2采用具體實(shí)施方式
中的鋰離子電池極片的制備方法，包括:1)極片涂布分切エ序；2)極片表面處理工序；3)制片封裝エ序。極片表面處理工序依次為極片放卷、糾偏、浸泡、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，采用具體實(shí)施方式
中的本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，依賴于放卷輪4、糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8以及收帶輪9實(shí)現(xiàn)。極片浸泡料槽5內(nèi)有水溶性高分子處理液19，浸泡在極片浸泡料槽5中進(jìn)行，干燥在烘道7中進(jìn)行。水溶性高分子處理液的制備:將去離子水和聚こ烯醇(日本合成化學(xué)聚こ烯醇(PVA)，Gohseran L-3266)攪拌混合均勻，得到水溶性高分子處理液，水溶性高分子處理液中聚こ烯醇的質(zhì)量百分含量為1%。使用本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，極片10從放卷輪4依次經(jīng)過放卷輪4、糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8至收帶輪9，完成極片放卷、浸泡、糾偏、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，浸泡的時間為5秒，采用刮膠刀控制表面涂覆量，干燥的溫度為50°C，干燥的時間為110秒，再經(jīng)輥壓之后，極片表面形成的厚度為1.5微米的高分子膜。實(shí)施例3采用具體實(shí)施方式
中的鋰離子電池極片的制備方法，包括:1)極片涂布分切エ序；
2)極片表面處理工序；3)制片封裝エ序。極片表面處理工序依次為極片放卷、糾偏、浸泡、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，采用具體實(shí)施方式
中的本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，依賴于放卷輪4、糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8以及收帶輪9實(shí)現(xiàn)。極片浸泡料槽5內(nèi)有水溶性高分子處理液19，浸泡在極片浸泡料槽5中進(jìn)行，干燥在烘道7中進(jìn)行。水溶性高分子處理液的制備:將去離子水和明膠(上海譜振生物科技有限公司，藥用級明膠)攪拌混合均勻，得到水溶性高分子處理液，水溶性高分子處理液中明膠的質(zhì)量百分含量為8%。使用本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，極片10從放卷輪4依次經(jīng)過放卷輪
4、糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8至收帶輪9，完成極片放卷、浸泡、糾偏、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，浸泡的時間為55秒，采用刮膠刀控制表面涂覆量，干燥的溫度為110°C，干燥的時間為10秒，再經(jīng)輥壓之后，極片表面形成的厚度為3微米的高分子膜。實(shí)施例4采用具體實(shí)施方式
中的鋰離子電池極片的制備方法，包括:1)極片涂布分切エ序；
2)極片表面處理工序；3)制片封裝エ序。極片表面處理工序依次為極片放卷、糾偏、浸泡、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，采用具體實(shí)施方式
中的本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，依賴于放卷輪4、糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8以及收帶輪9實(shí)現(xiàn)。極片浸泡料槽5內(nèi)有水溶性高分子處理液19，浸泡在極片浸泡料槽5中進(jìn)行，干燥在烘道7中進(jìn)行。水溶性高分子處理液的制備:將去離子水、羥こ基纖維素(陶氏化學(xué)羥こ基纖維素QP15000)以及尺寸50nm 70nm的氧化鋁攪拌混合均勻，得到水溶性高分子處理液，水溶性高分子處理液中羥こ基纖維素的質(zhì)量百分含量為5%，水溶性高分子處理液中的氧化鋁的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5%。使用本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，極片10從放卷輪4依次經(jīng)過糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8至收帶輪9，完成極片放卷、浸泡、糾偏、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，浸泡的時間為40秒，采用刮膠刀控制表面涂覆量，干燥的溫度為90°C，干燥的時間為50秒，再經(jīng)輥壓之后，極片表面形成的厚度為2微米的高分子膜。實(shí)施例5采用具體實(shí)施方式
中的鋰離子電池極片的制備方法，包括:1)極片涂布分切エ序；
2)極片表面處理工序；3)制片封裝エ序。極片表面處理工序依次為極片放卷、糾偏、浸泡、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，采用具體實(shí)施方式
中的本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，依賴于放卷輪4、糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8以及收帶輪9實(shí)現(xiàn)。極片浸泡料槽5內(nèi)有水溶性高分子處理液19，浸泡在極片浸泡料槽5中進(jìn)行，干燥在烘道7中進(jìn)行。水溶性高分子處理液的制備:將去離子水、聚こ烯醇(日本合成化學(xué)聚こ烯醇(PVA) ,Gohseran L-3266)以及尺寸IOnm 20nm的氧化招攪拌混合均勻，得到水溶性高分子處理液，水溶性高分子處理液中聚こ烯醇的質(zhì)量百分含量為1%，水溶性高分子處理液中的氧化鋁的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1%。使用本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，極片10從放卷輪4依次經(jīng)過放卷輪
4、糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8至收帶輪9，完成極片放卷、浸泡、糾偏、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，浸泡的時間為5秒，采用刮膠刀控制表面涂覆量，干燥的溫度為50°C，干燥的時間為110秒，再經(jīng)輥壓之后，極片表面形成的厚度為1.5微米的高分子膜。實(shí)施例6采用具體實(shí)施方式
中的鋰離子電池極片的制備方法，包括:1)極片涂布分切エ序；
2)極片表面處理工序；3)制片封裝エ序。極片表面處理工序依次為極片放卷、糾偏、浸泡、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，采用具體實(shí)施方式
中的本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，依賴于放卷輪4、糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8以及收帶輪9實(shí)現(xiàn)。極片浸泡料槽5內(nèi)有水溶性高分子處理液19，浸泡在極片浸泡料槽5中進(jìn)行，干燥在烘道7中進(jìn)行。水溶性高分子處理液的制備:將去離子水、明膠(上海譜振生物科技有限公司，藥用級明膠)以及尺寸80nm 90nm的氧化鋁攪拌混合均勻，得到水溶性高分子處理液，水溶性高分子處理液中明膠的質(zhì)量百分含量為8%，水溶性高分子處理液中的氧化鋁的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為8%。使用本發(fā)明鋰離子電池極片的表面處理裝置，極片10從放卷輪4依次經(jīng)過放卷輪
4、糾偏導(dǎo)輪17、極片浸泡料槽5、刮膠刀6、烘道7、對輥機(jī)8至收帶輪9，完成極片放卷、浸泡、糾偏、刮膠、烘干、輥壓、收卷エ序，浸泡的時間為55秒，采用刮膠刀控制表面涂覆量，干燥的溫度為110°C，干燥的時間為10秒，再經(jīng)輥壓之后，極片表面形成的厚度為3微米的高分子膜。采用三元材料[鎳鈷錳酸鋰Li (NiCoMn)O2]或磷酸鐵鋰材料作為正極材料，人造石墨為負(fù)極，分別將實(shí)施例1 3制備的極片制作ー批18650電池進(jìn)行測試，其中采用三元材料為正極的容量設(shè)計為1900mAh，磷酸鐵鋰為正極的容量設(shè)計為1500mAh，分別進(jìn)行了電池成品率、循環(huán)、自放電和針刺安全試驗(yàn)等測試，結(jié)果如下表所示，其中，表I為三元材料為正極的18650測試結(jié)果，表2為磷酸鐵鋰材料為正極的18650測試結(jié)果，表中100%D0D是指電池每次放出的容量為100%。表I

權(quán)利要求
1.ー種鋰離子電池極片的制備方法，其特征在于，包括: 1)極片涂布分切エ序； 2)極片表面處理工序:將經(jīng)涂布分切后的極片置于水溶性高分子處理液中浸泡，然后干燥，在極片表面形成高分子膜； 所述水溶性高分子處理液包括水和水溶性高分子化合物； 3)制片封裝エ序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片的制備方法，其特征在于，所述水溶性高分子化合物為明膠、羧甲基纖維素、羥こ基纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚こ烯醇中的ー種或兩種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片的制備方法，其特征在于，所述水溶性高分子處理液的制備包括:采用輔助手段將水溶性高分子化合物溶解在去離子水中，形成水溶性高分子處理液，所述輔助手段為加熱、攪拌、超聲波分散中的ー種或兩種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片的制備方法，其特征在于，所述水溶性高分子處理液中水溶性高分子化合物的質(zhì)量百分含量為0.1% 10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片的制備方法，其特征在于，所述水溶性高分子處理液還包括無機(jī)氧化物顆粒，所述水溶性高分子處理液中的無機(jī)氧化物顆粒的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.05% 10%o
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池極片的制備方法，其特征在于，所述無機(jī)氧化物顆粒為氧化鋁、氧化鋯、ニ氧化硅中的ー種或兩種以上，無機(jī)氧化物顆粒的尺寸為0.1nm IOOnm0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片的制備方法，其特征在于，所述浸泡的時間為I 60秒，所述干燥的溫度為40 120°C，所述干燥的時間為5 120秒，極片表面形成的高分子膜的厚度控制在I 10微米。
8.—種鋰離子電池極片的表面處理裝置，其特征在于，包括依次設(shè)置的放卷輪、極片浸泡料槽、刮膠刀、烘道、對輥機(jī)以及收帶輪，極片通過若干個導(dǎo)帶輪從放卷輪依次經(jīng)過極片浸泡料槽、刮膠刀、烘道、對輥機(jī)至收帶輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池極片的表面處理裝置，其特征在于，所述若干個導(dǎo)帶輪包括依次平行設(shè)置的第一導(dǎo)帶輪、第二導(dǎo)帶輪、第三導(dǎo)帶輪、第四導(dǎo)帶輪、第五導(dǎo)帶輪和第六導(dǎo)帶輪； 所述極片浸泡料槽設(shè)置在第二導(dǎo)帶輪和第三導(dǎo)帶輪之間，在極片浸泡料槽內(nèi)設(shè)置有浸泡導(dǎo)帶輪； 所述刮膠刀設(shè)置在第三導(dǎo)帶輪和第四導(dǎo)帶輪之間； 所述烘道設(shè)置在第四導(dǎo)帶輪和第五導(dǎo)帶輪之間； 所述對輥機(jī)設(shè)置在第五導(dǎo)帶輪和第六導(dǎo)帶輪之間； 所述放卷輪位于第一導(dǎo)帶輪沿豎直方向的下方，所述收帶輪位于第六導(dǎo)帶輪沿豎直方向的下方。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池極片的表面處理裝置，其特征在于，在所述第一導(dǎo)帶輪和第二導(dǎo)帶輪之間設(shè)有兩個糾偏導(dǎo)輪，兩個糾偏導(dǎo)輪之間為極片通過的空間，在所述兩個糾偏導(dǎo)輪之間設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向槽，該環(huán)形導(dǎo)向槽的寬度與極片寬度大小相適應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池極片的制備方法，包括極片涂布分切工序；極片表面處理工序?qū)⒔?jīng)涂布分切后的極片置于水溶性高分子處理液中浸泡，然后干燥，在極片表面形成高分子膜；制片封裝工序。本發(fā)明方法，增加了極片表面處理工序，在極片表面形成高分子薄膜，能有效防止鋰離子電池極片掉粉以及減少電池在制造過程中產(chǎn)生的浮粉，提高活性物質(zhì)的粘接力，能夠改善鋰離子電池的綜合電化學(xué)性能。本發(fā)明還公開了一種鋰離子電池極片的表面處理裝置，包括依次設(shè)置的放卷輪、極片浸泡料槽、刮膠刀、烘道、對輥機(jī)以及收帶輪，能自動高效地完成極片的表面處理，從而便于工業(yè)化連續(xù)化生產(chǎn)。
文檔編號H01M4/139GK103137945SQ20131006104
公開日2013年6月5日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者黃輝, 呂煥祥, 張立軍, 毛秦鐘, 甘永平, 陶新永, 范明峰 申請人:浙江吉能電池科技有限公司