专利名称：锂离子电池极片制备装置和制备方法
技术领域：
本发明属于锂离子电池领域，更具体地说，本发明涉及一种锂离子电池极片制备装置和制备方法。
背景技术：
锂离子电池具有能量密度高、可靠性高、加工性好和无环境污染等优点，因此被广泛应用于各类便携式电子设备中。锂离子电池一般包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间的隔离膜，以及电解液。其中，正极片包括正极集流体和分布在正极集流体上的正极膜片，负极片包括负极集流体和分布在负极集流体上的负极膜片。正极膜片是通过将正极活性物质、导电剂和粘结剂在溶剂中混合均勻制成正极浆料，然后通过涂布装置将正极浆料均勻涂布在正极集流体上并经烘干制得。负极膜片是通过将负极活性物质、导电剂和粘结剂在溶剂中混合均勻制成负极浆料，然后通过涂布装置将负极浆料均勻涂布在负极集流体上并经烘干制得。锂离子电池中，导电剂的分布状况对锂离子电池极片的阻抗有着重要影响，如果导电剂分布不均，在导电剂较贫乏的区域活性物质到集流体的电阻将增大，其克容量发挥将受到影响，从而影响锂离子电池的容量与内阻。现有锂离子电池极片的制备过程中，涂布有浆料的极片都是直接经过传送装置行进经过烤箱，浆料经烘干形成膜片。当浆料涂覆在集流体上，通过传动装置传送进烘箱，随着温度的升高浆料的粘度下降，活性物质由于其颗粒较大所受到的内摩擦力减小而向底层沉降；导电剂颗粒由于颗粒小质量轻，将随溶剂向表层移动，从而造成导电剂的表层富集底层贫乏，导致锂离子电池极片的阻抗增大。有鉴于此，确有必要提供一种具有理想阻抗的锂离子电池极片的制备装置和制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有理想阻抗的锂离子电池极片的制备装置和制备方法。为了实现上述发明目的，本发明提供了一种锂离子电池极片制备装置，其包括极片传送装置和围绕极片传送装置的烘箱，烘箱中设有磁体装置，磁体装置可产生具有场强梯度的非勻强磁场。作为本发明锂离子电池极片制备装置的一种改进，所述极片传送装置上置有集流体和涂覆于集流体上的浆料，浆料中含有导电剂和活性物质颗粒，导电剂颗粒植入或包覆有可改变磁性的物质。作为本发明锂离子电池极片制备装置的一种改进，所述导电剂颗粒植入或包覆的可改变磁性的物质为铁磁性物质。作为本发明锂离子电池极片制备装置的一种改进，所述极片的下方设有磁极面积较小的磁铁，极片上方设有极性相反且磁极面积较大的磁铁。为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种锂离子电池极片制备方法，其包括以下步骤将活性物质颗粒、导电剂和粘结剂在溶剂中均勻混合制成浆料；将浆料均勻涂布在集流体上；以及通过传送装置将涂覆有浆料的集流体传送经过烘箱，其中，烘箱上设置有可产生非勻强磁场的磁体装置。作为本发明锂离子电池极片制备方法的一种改进，所述浆料中含有导电剂和活性物质颗粒，导电剂颗粒植入或包覆有可改变磁性的物质。作为本发明锂离子电池极片制备方法的一种改进，所述活性物质颗粒植入或包覆的可改变磁性的物质为铁磁性物质。作为本发明锂离子电池极片制备方法的一种改进，所述极片的下方设有磁极面积较小的磁铁，极片上方设有极性相反且磁极面积较大的磁铁。相对于现有技术，本发明至少具有以下优点通过在烘箱中设置非勻强磁场，可调节锂离子电池极片中导电剂的分布，有效减小锂离子电池极片的阻抗，改善电池的性能。
下面结合附图和具体实施方式
，对本发明及其有益技术效果进行详细说明。图1为本发明锂离子电池极片制备装置的结构示意图。图2为图1所示锂离子电池极片制备装置中，磁体装置形成的非勻强磁场的磁场分布示意图。图3为导电剂颗粒在极片通过具有场强梯度的非勻强磁场时运动趋势的示意图。图4为根据现有技术制备的锂离子电池正极片和根据本发明制备的锂离子电池正极片的半电池的电化学阻抗谱。
具体实施例方式为了使本发明的发明目的、技术方案和技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式
，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式
仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。请参阅图1至图3所示，本发明锂离子电池极片制备装置包括极片传送装置20、围绕极片传送装置20的烘箱30，以及设置于烘箱30中的磁体装置40。极片传送装置20为位于烘箱30两相对侧的传动辊，在电机驱动下，极片传送装置 20可将置于其上的锂离子电池极片10沿着图示走带方向A自烘箱30中以一定速度行进， 涂布于锂离子电池极片10上的浆料在烘箱30中经过烘烤形成膜片。烘箱30为两端敞口的半封闭壳体，其可以根据实际需要预先设定一定的温度和风量，以将分布于锂离子电池极片10上的浆料烘干形成膜片。磁体装置40设置于烘箱30中，其可以产生非勻强磁场。涂布时，锂离子电池极片10在极片传送装置20的传说下通过非勻强磁场，非勻强磁场可以调节导电剂在锂离子电池极片10中的分布，结合图3所示。在本发明中，非勻强磁场的形成方式没有特别限制。 例如，根据本发明的一个实施方式，可在锂离子电池极片10的下方设置磁极面积较小的磁铁，在锂离子电池极片10上方设置极性相反且磁极面积较大的磁铁，从而获得场强密度下大上小的非勻强磁场。此外，为了改善导电剂的磁性，可以预先在导电剂中植入或包覆其他可改变磁性的物质的颗粒，如铁磁性物质。以下对本发明锂离子电池极片制备方法进行详细说明请结合图1至图3所示， 首先，将活性物质颗粒钴酸锂、导电剂纳米碳管和粘结剂聚偏氟乙烯在溶剂N-甲基吡咯烷酮中混合均勻，制成均勻的浆料；其次，将浆料通过涂布装置50均勻地涂布在集流体上；再次，涂布有浆料的集流体在极片传送装置20的驱动下行进经过烘箱30，在非勻强磁场的作用下，锂离子电池极片10中的导电剂的分布得以调节，分布于集流体上的浆料形成均勻的膜片，制得锂离子电池极片。表1为钴酸锂负极片在4. Og/mL压实密度下测得的接触电阻。其中，电阻测试仪一端与集流体连接，另一段与直径为5mm的纯铜圆片连接，纯铜原片紧密接触极片表面，并施以2kg的恒定压力。
权利要求
1.一种锂离子电池极片制备装置，其包括极片传送装置和围绕极片传送装置的烘箱， 其特征在于所述烘箱中设有磁体装置，磁体装置可产生具有场强梯度的非勻强磁场。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片制备装置，其特征在于所述极片传送装置上置有集流体和涂覆于集流体上的浆料，浆料中含有导电剂和活性物质颗粒，导电剂颗粒植入或包覆有可改变磁性的物质。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池极片制备装置，其特征在于所述导电剂颗粒植入或包覆的可改变磁性的物质为铁磁性物质。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池极片制备装置，其特征在于所述极片的下方设有磁极面积较小的磁铁，极片上方设有极性相反且磁极面积较大的磁铁。
5.一种锂离子电池极片制备方法，其包括以下步骤将活性物质颗粒、导电剂和粘结剂在溶剂中均勻混合制成浆料；将浆料均勻涂布在集流体上；以及通过传送装置将涂覆有浆料的集流体传送经过烘箱，其特征在于所述烘箱中设有可产生具有场强梯度的非勻强磁场的磁体装置。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池极片制备方法，其特征在于所述浆料中含有导电剂和活性物质颗粒，导电剂颗粒植入或包覆有可改变磁性的物质。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池极片制备方法，其特征在于所述导电剂颗粒植入或包覆的可改变磁性的物质为铁磁性物质。
8.根据权利要求5所述的锂离子电池极片制备装置，其特征在于所述极片的下方设有磁极面积较小的磁铁，极片上方设有极性相反且磁极面积较大的磁铁。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池极片制备装置，其包括极片传送装置和围绕极片传送装置的烘箱，烘箱中设有磁体装置，磁体装置可产生非匀强磁场。本发明锂离子电池极片制备装置中，磁体装置产生的非匀强磁场可调节锂离子电池极片中导电剂的分布，有效减小锂离子电池极片的阻抗。此外，本发明还公开了一种锂离子电池极片制备方法。
文档编号H01M4/139GK102339986SQ20111029693
公开日2012年2月1日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者刘坤 申请人:东莞新能源科技有限公司