电池正极片的处理方法与流程

本发明涉及二次电池领域，尤其涉及一种提高电芯注液效率的电池正极片的处理方法。

背景技术：

二次电池作为最新一代的绿色高能充电电池，在便捷式电子产品、电动玩具、电动交通工具、大型动力电源及储能等领域得到了快速发展。而电解液是电池中举足轻重的一部分，其在二次电池正、负极之间起到传导离子的作用，是离子传输的载体，是二次离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。随着越来越多的正负极材料装入电池内，电解液量也随之加大，因此电芯的吸液效率成为一大问题，目前出现的问题是注液时间过长，导致生产效率降低。

目前的注液方式一般是抽真空注液，其需要长时间静置以使电解液与电池正负极材料和隔离膜充分浸润。但正极极片的浸润能力较差，尤其是磷酸铁锂正极材料，注液后需要的浸润时间较长，因而若没有充分浸润易发生电解液溢出，其不仅污染电芯，而且影响密封钉焊接，导致生产效率下降。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电池正极片的处理方法，其可提高电解液于正极极片中的浸润能力，从而使注液时间缩短，注液效率提高。

为实现上述目的，本发明提供了一种电池正极片的处理方法，包括将包含正极活性物质的正极浆料设置于正极集流体上，干燥处理得正极片后依次进行冷压处理和电晕处理。

本发明将正极片经冷压处理之后进行电晕处理，因而对于正极片的厚度影响较小，且通过电晕处理可使正极片表面的分子结构的化学键断裂或重新排列，使极片表面粗糙度增加，更易于正极片表面电解液的浸润和扩散，以缩短注液时间，极大提高生产效率，并且电晕处理中的电火花放电作用可以将正极片中的颗粒表面的官能团改变，进一步的使电解液与正极片表面的浸润效率提高，同时，由于电晕处理过程中会产生臭氧等气体，臭氧是一种强氧化剂，能使正极片表面部分材料氧化，产生极性较强的基团，从而提高了其表面能，进一步提高了电解液与正极片表面的浸润效率，减少了注液过程中的电解液溢出，减少电解液对电芯的污染，大幅度降低电芯密封钉焊接的爆点比例。

进一步的，包括将包含正极活性物质的正极浆料设置于正极集流体上为将由所述正极活性物质、导电剂和粘结剂组成的正极浆料涂覆于所述正极集流体上。正极活性物质可为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等体系正极材料，优选为磷酸铁锂系材料，具体的为磷酸铁锂、磷酸铁锂掺杂材料、磷酸铁锂包覆材料。导电剂可为碳纳米管、气相碳纤维、导电炭黑。粘结剂可为聚丙烯酸、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素。且浆料中正极活性物质的重量百分数为95～99％，粘结剂为0.5～2％，导电剂为0.5～3％。干燥和冷压可采用现有常规技术进行，如干燥处理可于50～130℃的烤箱中烘烤6～10min的条件下进行，冷压可采用常用的冷压设备，且冷压之后，正极堆积密度可提高1～2.5g/cc，正极片厚度可压缩至初始厚度的40～70％。集流体可为铝箔、铜箔或各种冲孔钢带。

进一步的，所述电晕处理为采用电晕机进行处理。所述电晕机处理时的功率为0.1～30kw，速度为1～80m/min，所述电晕处理时所述正极片受到的张力为5～300n，所述电晕机上设有排气管道，通过排气管道可将电晕机中多余的臭氧等气体排出以避免因气体过多而对正极片的电晕处理产生干扰。

进一步的，所述电晕处理之后包括收卷处理，所述收卷处理、所述电晕处理和所述冷压处理同步进行且速度一致，且收卷处理的收卷机构采用橡胶等绝缘卷筒，或者，所述电晕处理之前先进行第一次收卷处理并放置一定时间后进行放卷处理，所述电晕处理之后还包括第二次收卷处理，所述第一次收卷处理与所述冷压处理同步进行且速度一致，所述放卷处理、所述第二次收卷处理和所述电晕处理同步进行且速度一致，通过此方式可以根据实际需要而选择进行电晕处理的时机，即一定时间根据实际情况而定，且第二次收卷处理的收卷机构采用橡胶等绝缘卷筒。

附图说明

图1为实施例1的电池正极片进行处理的设备流程图。

图2为实施例2的电池正极片进行处理的设备流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案，但不构成对本发明的任何限制，本实施例中涉及的原料皆为可市售的产品。

实施例1

正极浆料为：重量百分数为97％的碳包覆磷酸铁锂、1％的丁苯橡胶(sbr)、1％的羧甲基纤维素(cmc)和1％的导电炭黑。

将上述正极浆料涂覆于铝箔的双面，并于烤箱中85℃下烘烤10min，于如图1所示的冷压机1上进行冷压处理使正极堆积密度提高1.5g/cc，正极片厚度可压缩至初始厚度的60％，并采用电晕机2进行电晕处理，电晕机2处理时的功率为20kw，速度为70m/min，电晕处理时正极片受到的张力为200n，电晕处理的同时对电晕机2的排气管道进行抽气处理，并采用收卷机构3进行收卷处理，收卷机构3采用橡胶卷筒，收卷处理、冷压处理和电晕处理同步进行且速度一致皆为70m/min。

实施例2

正极浆料为：重量百分数为97％的碳包覆磷酸铁锂、1％的丁苯橡胶(sbr)、1％的羧甲基纤维素(cmc)和1％的导电炭黑。

将上述正极浆料涂覆于铝箔的双面，并于烤箱中85℃下烘烤10min，于如图2所示的冷压机1上进行冷压使正极堆积密度提高1.5g/cc，正极片厚度可压缩至初始厚度的60％，并采用收放卷机构4对正极极片进行第一次收卷处理，放置一定时间后进行放卷处理，采用电晕机2进行电晕处理，电晕机2处理时的功率为20kw，速度为70m/min，电晕处理时正极片受到的张力为200n，并采用收卷机构3进行第二次收卷处理，其中，第一次收卷处理与冷压处理同步进行且速度一致，放卷处理、第二次收卷处理和电晕处理同步进行且速度一致，收卷机构3的卷筒为橡胶卷筒。

对比例1

正极浆料为：重量百分数为97％的碳包覆磷酸铁锂、1％的丁苯橡胶(sbr)、1％的羧甲基纤维素(cmc)和1％的导电炭黑。

将上述正极浆料涂覆于铝箔的双面，并于烤箱中85℃下烘烤10min，于冷压机上进行冷压使正极堆积密度提高1.5g/cc，正极片厚度可压缩至初始厚度的60％，冷压后采用橡胶卷筒进行收卷，收卷速度为70m/min，张力为200n。

将实施例1～2和对比例1处理后的正极片根据下述测试方法进行浸润性测试和扩散性测试，结果显示，实施例1～2处理的正极片相对于对比例1的电解液的扩散速度可提高45～50％，浸润速度相对于对比例1可提高65％左右。

浸润性测试：分别取3个实施例和对比例试样，在温度为23±2℃，湿度为40％条件下，将等量同种电解液以相同方法滴在极片上，记录电解液完全浸入极片的平均时间。

扩散性测试：分别取3个实施例和对比例试样，在温度为23±2℃，湿度为40％条件下，将等量同种电解液以相同方法滴在极片上，记录电解液完全浸入极片后印记的平均直径。

应当指出，以上具体实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改，如干燥条件、电晕条件、收卷条件等参数的修改，均落入本发明所附权利要求限定的范围。