1.本发明涉及锂电池生产领域,特别是一种正极干法成膜制备工艺及正极干法膜片。
背景技术:2.在传统的锂电池生产领域内,采用涂布头将液态浆料涂覆在集流体上,在涂覆完成之后需要用烤箱将融有活性物质的水或者nmp溶剂进行蒸发,水或者nmp溶剂只是用于活性物质的溶解,对电池性能有害无利。在干法电极技术中,将传统涂布过程中必须的溶剂去除,以固体形式将活性物质辊压成膜,再与集流体进行复合,此方法大大减少了能耗及有害物质nmp溶剂,经济性与环保性大为提高。
3.然而,现有的锂电池干法工艺存在工艺步骤繁多、材料浪费大、耗费时间长等缺点,极大增加人工及物料成本,影响企业的生产效率及生产效益。
4.有鉴于此,本发明的目的在于提供一种新的技术方案以解决现存的技术问题。
技术实现要素:5.为了克服现有技术的不足,本发明提供一种正极干法成膜制备工艺及正极干法膜片,解决了现有技术存在的工艺步骤繁多、物料浪费严重、人工及物料成本高、生产效率低下、影响生产效益等技术缺陷。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
7.一种正极干法成膜制备工艺,包括以下的步骤:
8.s1,原材料搅拌混合,利用搅拌机将三元正极材料、sp、ptfe混合搅拌,得到预混物;
9.s2,预混物纤维化,对步骤s1得到的预混物进行纤维化处理,得到纤维化混合物;
10.s3,混合物烘烤,对步骤s2得到的纤维化混合物进行烘烤处理,得到棉花糖状混合物;
11.s4,混合物密炼,对步骤s3得到的棉花糖状混合物进行密炼处理;
12.s5,混合物成膜,对经过步骤s4密炼处理的混合物进行反复折叠,并对反复折叠后的混合物进行多次辊压处理,得到较厚的膜片;
13.s6,膜片减薄处理,采用压辊机构对步骤s5获得的较厚的膜片进行减薄处理,得到符合厚度的正极膜片。
14.作为上述技术方案的进一步改进,在步骤s1中,所述三元正极材料为三元523,所述预混物的质量分数之和为100%,其中ptfe的质量分数为1%-10%,sp的质量分数为0.5%-5%,三元523的质量分数为90%-98%。
15.作为上述技术方案的进一步改进,所述ptfe的质量分数为2%,sp的质量分数为1%,三元523的质量分数为97%。
16.作为上述技术方案的进一步改进,在步骤s1中,采用10l搅拌机对原材料进行搅
拌,搅拌机的桶转速为80r/min-100r/min,搅拌桨的转速为800-1000r/min,搅拌的时间为40min-50min。
17.作为上述技术方案的进一步改进,在步骤s2中,采用气流磨对步骤s1得到的预混物进行纤维化处理,气流磨的分级轮转速为8000r/min-1256m/min,风机开口20
°
,混料30min,使预混物纤维化,得到纤维化混合物。
18.作为上述技术方案的进一步改进,在步骤s3中,采用烘箱度步骤s2得到的纤维化混合物进行烘烤处理,烘烤的温度为200℃-240℃,烘烤的时间为20min-60min,得到棉花糖状混合物。
19.作为上述技术方案的进一步改进,在步骤s4中,采用密炼机对步骤s3得到的棉花糖状混合物进行密炼处理,密炼机对棉花糖状混合物的密炼温度为240-260℃,密炼压力为0.5-0.6mpa,密炼的辊速为12-18r/min,优选16r/min,密炼时长为2-5min。
20.作为上述技术方案的进一步改进,在步骤s5中,采用开炼机对经过步骤s4密炼处理的混合物进行反复折叠,并辊压成型,开炼机的辊温为200℃-230℃,辊缝从1.7mm逐步调整到0.7mm,得到较厚的膜片。
21.作为上述技术方案的进一步改进,在步骤s6中,采用对辊机构对步骤s5获得的较厚的膜片进行对辊减薄处理,对辊机构的辊温为120℃-130℃,对辊机构的辊缝从0.7mm逐步调整到0.18mm,最终得到180微米的正极膜片,获得的正极膜片可实现180
°
弯曲,正极膜片的面密度为600g/
㎡
,压实密度为3.2g/cm3。
22.本发明还提供了了一种正极干法膜片,所述正极干法膜片采用了所述的正极干法成膜制备工艺制备而成。
23.本发明的有益效果是:本发明提供了一种正极干法成膜制备工艺及正极干法膜片,该种正极干法成膜制备工艺及正极干法膜片通过原材料搅拌混合、预混物纤维化、混合物烘烤、混合物密炼、混合物成膜、膜片减薄处理等几个步骤实现正极干法膜片的制备处理,具有工艺简单、工艺步骤少、物料浪费少等优点,在实际应用时可节省人工及物料成本,提升生产效率,提高企业的生产效益。
24.综上,该种正极干法成膜制备工艺及正极干法膜片,解决了现有技术存在的工艺步骤繁多、物料浪费严重、人工及物料成本高、生产效率低下、影响生产效益等技术缺陷。
附图说明
25.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
26.图1是本发明中正极干法成膜制备工艺的工艺流程图。
具体实施方式
27.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。另外,专利中涉及到的所有联接/连接关系,并非单指构件直接相接,而是指可根据具体实施情况,通过添加或减少联接辅件,来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征,在不互相矛盾冲突
的前提下可以交互组合,参照图1。
28.一种正极干法成膜制备工艺,其特征在于,包括以下的步骤:
29.s1,原材料搅拌混合,利用搅拌机将三元正极材料、sp、ptfe混合搅拌,得到预混物;
30.在步骤s1中,所述三元正极材料为三元523,所述预混物的质量分数之和为100%,其中ptfe的质量分数为1%-10%,sp的质量分数为0.5%-5%,三元523的质量分数为90%-98%;优选地,本实施例中,所述ptfe的质量分数为2%,sp的质量分数为1%,三元523的质量分数为97%。
31.在步骤s1中,采用10l搅拌机对原材料进行搅拌,搅拌机的桶转速为80r/min-100r/min,搅拌桨的转速为800-1000r/min,搅拌的时间为40min-50min,优选地,本实施例中,搅拌机的桶转速为88r/min,搅拌机的桶线速度为96.7m/min,搅拌桨的转速为1000r/min,搅拌机末端的线速度为450.6m/min,搅拌的时间为40min。
32.s2,预混物纤维化,对步骤s1得到的预混物进行纤维化处理,得到纤维化混合物;
33.在步骤s2中,采用气流磨对步骤s1得到的预混物进行纤维化处理,气流磨的分级轮转速为8000r/min-1256m/min,风机开口20
°
,混料30min,使预混物纤维化,得到纤维化混合物,本实施例中,气流磨的分级轮的转速为8000r/min。
34.s3,混合物烘烤,对步骤s2得到的纤维化混合物进行烘烤处理,得到棉花糖状混合物;
35.在步骤s3中,采用烘箱度步骤s2得到的纤维化混合物进行烘烤处理,烘烤的温度为200℃-240℃,烘烤的时间为20min-60min,优选时间为30min,得到棉花糖状混合物。优选地,本实施例中,烘箱烘烤的温度为240℃。
36.s4,混合物密炼,对步骤s3得到的棉花糖状混合物进行密炼处理;
37.在步骤s4中,采用密炼机对步骤s3得到的棉花糖状混合物进行密炼处理,密炼机对棉花糖状混合物的密炼温度为240-260℃,密炼压力为0.5-0.6mpa,密炼的辊速为12r/min-20r/min,优选16r/min,密炼时长为2-5min。优选地,本实施例中,密炼机对棉花糖状混合物的密炼温度为250℃,密炼压力为0.5mpa,密炼时长为3min。
38.s5,混合物成膜,对经过步骤s4密炼处理的混合物进行反复折叠,并对反复折叠后的混合物进行多次辊压处理,得到较厚的膜片;
39.在步骤s5中,采用开炼机对经过步骤s4密炼处理的混合物进行反复折叠,并多次辊压成型,开炼机的辊温为200℃-230℃,辊缝从1.7mm逐步调整到0.7mm,得到较厚的膜片。优选地,开炼机的辊温为230℃。
40.s6,膜片减薄处理,采用压辊机构对步骤s5获得的较厚的膜片进行减薄处理,得到符合厚度的正极膜片。
41.在步骤s6中,采用对辊机构对步骤s5获得的较厚的膜片进行对辊减薄处理,对辊机构的辊温为120℃-130℃,对辊机构的辊缝从0.7mm逐步调整到0.18mm,最终得到180微米的正极膜片,经过步骤s6后获得的正极膜片可实现180
°
弯曲,弯曲后膜片表面不会出现缺陷,膜片柔韧性好,正极膜片的面密度为600g/
㎡
,压实密度为3.2g/cm3。优选地,本实施例中,对辊机构的辊温为120℃。
42.基于上述的正极干法成膜制备工艺,本发明还提供了一种正极干法膜片,所述正
极干法膜片采用了所述的正极干法成膜制备工艺制备而成。
43.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。
技术特征:1.一种正极干法成膜制备工艺,其特征在于,包括以下的步骤:s1,原材料搅拌混合,利用搅拌机将三元正极材料、sp、ptfe混合搅拌,得到预混物;s2,预混物纤维化,对步骤s1得到的预混物进行纤维化处理,得到纤维化混合物;s3,混合物烘烤,对步骤s2得到的纤维化混合物进行烘烤处理,得到棉花糖状混合物;s4,混合物密炼,对步骤s3得到的棉花糖状混合物进行密炼处理;s5,混合物成膜,对经过步骤s4密炼处理的混合物进行反复折叠,并对反复折叠后的混合物进行多次辊压处理,得到较厚的膜片;s6,膜片减薄处理,采用压辊机构对步骤s5获得的较厚的膜片进行减薄处理,得到符合厚度的正极膜片。2.根据权利要求1所述的一种正极干法成膜制备工艺,其特征在于:在步骤s1中,所述三元正极材料为三元523,所述预混物的质量分数之和为100%,其中ptfe的质量分数为1%-10%,sp的质量分数为0.5%-5%,三元523的质量分数为90%-98%。3.根据权利要求2所述的一种正极干法成膜制备工艺,其特征在于:所述ptfe的质量分数为2%,sp的质量分数为1%,三元523的质量分数为97%。4.根据权利要求1所述的一种正极干法成膜制备工艺,其特征在于:在步骤s1中,采用10l搅拌机对原材料进行搅拌,搅拌机的桶转速为80r/min-100r/min,搅拌桨的转速为800-1000r/min,搅拌的时间为40min-50min。5.根据权利要求1所述的一种正极干法成膜制备工艺,其特征在于:在步骤s2中,采用气流磨对步骤s1得到的预混物进行纤维化处理,气流磨的分级轮转速为8000r/min-1256m/min,风机开口20
°
,混料30min,使预混物纤维化,得到纤维化混合物。6.根据权利要求1所述的一种正极干法成膜制备工艺,其特征在于:在步骤s3中,采用烘箱度步骤s2得到的纤维化混合物进行烘烤处理,烘烤的温度为200℃-240℃,烘烤的时间为20min-60min,得到棉花糖状混合物。7.根据权利要求1所述的一种正极干法成膜制备工艺,其特征在于:在步骤s4中,采用密炼机对步骤s3得到的棉花糖状混合物进行密炼处理,密炼机对棉花糖状混合物的密炼温度为240-260℃,密炼压力为0.5-0.6mpa,密炼时长为2-5min。8.根据权利要求1所述的一种正极干法成膜制备工艺,其特征在于:在步骤s5中,采用开炼机对经过步骤s4密炼处理的混合物进行反复折叠,并辊压成型,开炼机的辊温为200℃-230℃,辊缝从1.7mm逐步调整到0.7mm,得到较厚的膜片。9.根据权利要求1所述的一种正极干法成膜制备工艺,其特征在于:在步骤s6中,采用对辊机构对步骤s5获得的较厚的膜片进行对辊减薄处理,对辊机构的辊温为120℃-130℃,对辊机构的辊缝从0.7mm逐步调整到0.18mm,最终得到180微米的正极膜片,获得的正极膜片可实现180
°
弯曲,正极膜片的面密度为600g/
㎡
,压实密度为3.2g/cm3。10.一种正极干法膜片,其特征在于:所述正极干法膜片采用了权利要求1-9任一项所述的正极干法成膜制备工艺制备而成。
技术总结本发明公开了一种正极干法成膜制备工艺及正极干法膜片,其中正极干法成膜制备工艺,包括步骤:原材料搅拌混合,将三元正极材料、SP、PTFE混合搅拌,得到预混物;预混物纤维化,对预混物进行纤维化处理,得到纤维化混合物;混合物烘烤,对纤维化混合物进行烘烤处理,得到棉花糖状混合物;混合物密炼,对棉花糖状混合物进行密炼处理;混合物成膜,对混合物进行反复折叠,并进行多次辊压处理,得到较厚的膜片;膜片减薄处理,对较厚的膜片进行减薄处理,得到正极膜片;所述正极干法膜片采用正极干法成膜制备工艺制备而成。该种正极干法成膜制备工艺及正极干法膜片具有工艺简单、物料浪费少、人工及物料成本低的优点,可提升生产效率及生产效益。及生产效益。及生产效益。
技术研发人员:宋海威 王凯 刘嘉兵 周研 张冬
受保护的技术使用者:广东嘉拓自动化技术有限公司
技术研发日:2022.06.09
技术公布日:2022/11/1