本发明涉及电池电极制备,尤其涉及一种高效二次电池负极极片干法制备方法。
背景技术:
1、目前从新材料的研究到先进的电池体系的开发,都向着一个目标前进着,那就是降低成本。现在电池中的正负极制备均采用的湿法涂布的工艺,虽然经过不断优化,工艺和设备已经达到了非常成熟的阶段,但不可否认在湿法涂布后需要经过烘干、溶剂回收再处理等繁琐的过程,人力物力成本均有所增加,使得电池制造成本很难下降。为解决上述问题,部分厂家提出用干法电极制备技术,该技术仅需要将活性物质与粘结剂混料后进行热辊压即可完成极片的制备,制备过程中无需nmp类溶剂的添加及干燥回收工艺,不仅大大简化了极片的制备工艺,而且可以使电池制造成本大幅度下降,同时全程没有有害溶剂的使用,也解决了电池制造过程中带来的环境污染问题。
2、干法电极制备技术目前仍有很多问题急需解决,譬如在极片的制备工艺中,需要先得到活性物质材料自支撑膜,目前因很难将活性物质材料与导电剂、粘结剂混合均匀,导致成膜过程如cn116487519a公开的一种干法电极、其制备方法和电池,通常需要30t以上的压力,对设备要求高,或者需要开发特殊载体的辊压设备如cn117059747a公开的一种带有干法厚膜片的极片成形工艺中的双钢带设备,或者如cn113611825a公开的一种锂电池电极极片的制备工艺需要辅助添加助剂,引入新的影响电化学性能的物质,牺牲导电剂或活性物质主材的占比。上述方法均增加生产成本和固定资产投入。因此,现亟需开发一种仅通过实现活性物质材料与导电剂、粘结剂混合均匀,便可对辊压设备无特殊要求,在低辊压压力下干法制备活性物质材料自支撑膜的制备方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足,旨在提供一种可实现活性物质材料与导电剂、粘结剂混合均匀,进而对辊压设备无特殊要求,在低辊压压力下干法制备活性物质材料自支撑膜的制备方法。
2、为达到上述目的,本发明是通过下述技术方案予以实现的:
3、一种高效二次电池负极极片干法制备方法,步骤如下:
4、(1)将导电剂在高速剪切分散机内以20000-28000rpm的转动速度分散1-3min,得到蓬松的预处理物料;
5、(2)将预处理物料与负极材料加入高混机中,在100-300rpm预混1-5min中后,迅速提升至3000-4000rpm的转动速度增强包覆10min得到第一干粉混合物;
6、(3)将粘结剂加入第一干粉混合物中,在常温下100-300rpm下预混1-5min、再搭配中速3000-4000rpm混合至物料温度为40℃,将速度提升至5000-7000rmp混合至物料温度达到85℃,得到松软粉体样品;
7、(4)将松软粉体加入挤压设备中,在100-180℃和0.5-1mpa压力下,以150-300rpm的转速下,挤压60-120s,得到紧实团状物料;
8、(5)将紧实团状物料在0.5mpa下过筛得到均匀的颗粒状物料;
9、(6)将颗粒状物料在垂直对辊开炼机下压即可成膜,成膜压力为1t,将制得的膜品经由多级减薄处理后,各级压力在1-1.5t范围内,在100℃下与涂胶箔材进行热压复合,最终制备出二次电池用负极极片。
10、进一步的,所述负极活性物质的混料质量比例为92%-96%,导电炭黑的混料比例为2%-5%,粘结剂的混料比例为1%-4%。
11、进一步的,所述负极活性物质为软碳、硅碳、硅氧或硬碳。
12、进一步的,所述粘结剂为聚四氟乙烯ptfe、聚乙烯pe、聚丙烯pp或聚甲基丙烯酸甲酯pmma。
13、进一步的,所述导电剂为super-p、乙炔黑或科琴黑。
14、进一步的,所述涂胶箔材是指以eb-012导电胶涂层厚度为2-5um的铜箔或铝箔材料。
15、相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
16、本发明在混料时将导电剂进行高速分散处理,以增强包覆效果,有效避免了因导电剂粒径小在加入负极活性物质后难分散造成的团聚问题,通过与负极活性物质、粘结剂的多种混合速率和温度搭配,提升了混料的均匀性,从而在自支撑膜与带胶箔材复合成极片后所组装的扣电表现出更好的循环和倍率性能,且极大程度降低了热压成膜所需辊压强度同时保证主材的热压效果,辊压设备无需特殊处理。
1.一种高效二次电池负极极片干法制备方法,其特征在于:步骤如下:
2.根据权利要求1所述的一种高效二次电池负极极片干法制备方法,其特征在于:所述负极活性物质的混料质量比例为92%-96%,导电炭黑的混料比例为2%-5%,粘结剂的混料比例为1%-4%。
3.根据权利要求1所述的一种高效二次电池负极极片干法制备方法,其特征在于:所述负极活性物质为软碳、硅碳、硅氧或硬碳。
4.根据权利要求1所述的一种高效二次电池负极极片干法制备方法,其特征在于:所述粘结剂为聚四氟乙烯ptfe、聚乙烯pe、聚丙烯pp或聚甲基丙烯酸甲酯pmma。
5.根据权利要求1所述的一种高效二次电池负极极片干法制备方法,其特征在于:所述导电剂为super-p、乙炔黑或科琴黑。
6.根据权利要求1所述的一种高效二次电池负极极片干法制备方法,其特征在于:所述涂胶箔材是指以eb-012导电胶涂层厚度为2-5um的铜箔或铝箔材料。