一种锂离子电池极片的剥离方法与流程

本发明涉及锂离子电池
技术领域：
，特别是涉及一种锂离子电池极片的剥离方法。
背景技术：
：目前，锂离子电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，广泛应用于消费类电子、新能源汽车及储能等领域，锂离子电池的电性能、使用寿命及安全性能的研究及其重要。锂离子电池由正极、负极、隔膜、电解液、电池壳及其他组件构成，其中，正极和负极包含了锂离子电池的活性物质，是锂离子电池能量存储的载体。锂离子电池正极和负极的结构和性质，在很大程度上影响甚至决定了其电化学性能、使用寿命和安全性能。所以，锂离子电池正极和负极的研究，包括组成、空隙、结构、材料分布及以上因素在电化学过程中的变化等的研究，对锂离子电池研发来说尤为重要。对锂离子电池正负极的分析研究，一般需要首先得到完整的极粉层、集流体或者包含单面涂布层(即单面极片浆料涂布层)和集流体的正负极极片，从而从不同角度，分解极片结构，不同层面分析结果。目前，通常使用机械方法，来剥离极粉，这时候，极易造成极片结构(例如极粉层、集流体)破坏，从而使结果数据失真。因此，目前迫切需要开发出一种方法，其可以方便、快捷、可控、无损的使正负极的极粉层完全脱离正负极集流体，从而得到完整的极粉层、集流体或包含单面涂布层和集流体的正负极极片，显得尤为关键。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的是提供一种锂离子电池极片的剥离方法，其可以方便、快捷、可控、无损的使正负极的极粉层完全脱离正负极集流体，从而得到完整的极粉层、集流体或包含单面涂布层和集流体的正负极极片，有助于对锂离子电池性能的研究，具有重大的实践意义。为此，本发明提供了一种锂离子电池极片的剥离方法，包括以下步骤：第一步、配置极片剥离剂：将易挥发的小分子有机溶剂与二甲基乙酰胺混合，获得极片剥离剂，或者直接使用二甲基乙酰胺作为极片剥离剂；第二步、将该极片剥离剂，与需要剥离极粉的锂离子电池极片相接触，实现剥离掉锂离子电池极片的极粉层，得到完整的极粉层、集流体或包含单面涂布层和集流体的锂离子电池极片。其中，在第一步中，易挥发的小分子有机溶剂具体包括乙腈an、氮甲基吡咯烷酮nmp和碳酸二甲酯dmc中的至少一种。其中，在第一步中，第一步中，在剥离试剂小分子有机溶剂和二甲基乙酰胺溶液的混合溶液中，二甲基乙酰胺所占的质量含量为大于等于1％，并且小于100％。其中，在第二步中，将该极片剥离剂与需要剥离极粉的锂离子电池极片相接触，具体包括以下步骤：将该极片剥离剂，充分滴加于锂离子电池极片的单面或者双面上，然后静置预设时长。其中，在第二步中，将该极片剥离剂与需要剥离极粉的锂离子电池极片相接触，具体包括以下步骤：将锂离子电池极片，完全浸没于该极片剥离剂中，然后静置预设时长。其中，在第二步中，当锂离子电池极片为正极极片时，其中，正极极片上的正极活性物质材料包括linixcoyalzo2、linixcoyalzo2、licoo2、lifepo4、limnpo4以及limno2中的至少一种，使用的粘结剂包括聚四氟乙烯ptfe、聚偏氟乙烯pvdf、聚酰亚胺pi、聚丙烯酸paa和聚丙烯腈pan中的至少两种。其中，在第二步中，当锂离子电池极片为正极极片时，粘结剂所占的质量比例为0.5％～20％。其中，在第二步中，当锂离子电池极片为负极极片时，负极极片的负极活性物质材料为石墨、硅和石墨的复合负极或者钛酸锂，使用的粘结剂包括聚四氟乙烯ptfe、聚偏氟乙烯pvdf、聚酰亚胺pi、聚丙烯酸paa和聚丙烯腈pan中的至少两种。其中，在第二步中，当锂离子电池极片为负极极片时，粘结剂所占的质量比例为0.5％～20％。由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种锂离子电池极片的剥离方法，其可以方便、快捷、可控、无损的使正负极的极粉层完全脱离正负极集流体，从而得到完整的极粉层、集流体或包含单面涂布层和集流体的正负极极片，有助于对锂离子电池性能的研究，具有重大的实践意义。附图说明图1为本发明提高的一种锂离子电池极片的剥离方法的流程图。具体实施方式为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。参见图1，本发明提供了一种锂离子电池极片的剥离方法，其能够方便、快捷、可控、无损的使正负极的极粉层完全脱离正负极集流体，从而得到完整的极粉层、集流体或包含单面涂布层和集流体的正负极极片，具体包括以下步骤：第一步、配置极片剥离剂：将易挥发的小分子有机溶剂与二甲基乙酰胺混合，获得极片剥离剂，或者直接使用二甲基乙酰胺作为极片剥离剂；第二步、将该极片剥离剂，与需要剥离极粉的锂离子电池极片(包括正极片和/或负极片)相接触，实现剥离掉锂离子电池极片的极粉层，得到完整的极粉层、集流体(即极片集流体，例如铜箔，铝箔等)或包含单面涂布层和集流体的锂离子电池极片(对应包括正极片和/或负极片)。需要说明的是，在本发明中，包含单面涂布层和集流体的锂离子电池极片，是在集流体的一面(例如底面)仍然保留有极片浆料涂布层的正负极极片。原先在剥离之前，是集流体的两面(即顶面和底面)，均具有极片浆料涂布层。在本发明中，具体实现上，在第一步中，易挥发的小分子有机溶剂具体包括乙腈an、氮甲基吡咯烷酮nmp和碳酸二甲酯dmc中的至少一种。在本发明中，具体实现上，在第一步中，在剥离试剂小分子有机溶剂和二甲基乙酰胺溶液的混合溶液中，二甲基乙酰胺所占的质量含量为大于等于1％，并且小于100％(即可以为1％～100％)。也就是说，二甲基乙酰胺的添加量可以相应的调整，当调整到等于100％时，则是不添加小分子有机溶剂，直接使用二甲基乙酰胺作为极片剥离剂。在本发明中，具体实现上，在第二步中，将该极片剥离剂与需要剥离极粉的锂离子电池极片相接触，具体可以包括以下步骤：将该极片剥离剂，充分滴加于锂离子电池极片的单面或者双面上，然后静置预设时长(例如1小时)。在本发明中，具体实现上，在第二步中，将该极片剥离剂与需要剥离极粉的锂离子电池极片相接触，具体可以包括以下步骤：将锂离子电池极片，完全浸没于该极片剥离剂中，然后静置预设时长(例如1小时)。在本发明中，具体实现上，在第二步中，当锂离子电池极片为正极极片时，可以为传统的锂离子电池正极片，其中，正极极片上的正极活性物质材料包括linixcoyalzo2、linixcoyalzo2、licoo2、lifepo4、limnpo4以及limno2等传统正极材料中的一种或者多种，使用的粘结剂包括聚四氟乙烯ptfe、聚偏氟乙烯pvdf、聚酰亚胺pi、聚丙烯酸paa和聚丙烯腈pan中的至少两种。在第二步中，在正极极片中，粘结剂所占的质量比例为0.5％～20％。在第二步中，当锂离子电池极片为负极极片时，负极极片的负极活性物质材料可以采用石墨、硅和石墨的复合负极或者钛酸锂，使用的粘结剂包括聚四氟乙烯ptfe、聚偏氟乙烯pvdf、聚酰亚胺pi、聚丙烯酸paa和聚丙烯腈pan中的至少两种。在第二步中，在负极极片中，粘结剂所占的质量比例为0.5％～20％。为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面通过具体实施例来说明本发明的技术方案。实施例1。在实施例1中，本发明提供的一种锂离子电池极片的剥离方法，具体的实施步骤如下：第一步，极片剥离试剂的配制：以7种不同溶剂比例，分别将碳酸二甲酯dmc与二甲基乙酰胺进行混合，配制不同的极片剥离剂；第二步，选用包含ncm811(镍钴锰三元锂))、pvdf(聚偏氟乙烯)和导电剂的质量比等于96:2:2的正极极片，和配方为包含石墨、pvdf和导电剂的质量比等于96:2:2的负极极片，将极片剥离剂滴加于锂离子电池正、负极极片上，观察极片的极粉层剥离情况，并对极片烘干后，对4cm宽的极片进行粘结力测试，实验结果见表1。表1：dmc与dmac的混合试剂对极片的剥离实验结果。溶剂试剂一试剂二试剂三试剂四试剂五试剂六试剂七dmc99％90％70％50％30％10％0dmac1％10％30％50％70％90％100％剥离难易情况不脱落不脱落不易脱落脱落脱落易脱落易脱落正极粘结力30gf20gf5gf////剥离难易情况不脱落不脱落脱落脱落脱落易脱落易脱落负极粘结剂10gf5gf/////第三步，将极片剥离剂滴加于锂离子电池正负极极片上，或者将极片浸没于所述溶剂中，剥离极片极粉层，得到完整的极粉层、集流体或包含单面涂布层和集流体的正负极极片。实施例2。在实施例2中，本发明提供的一种锂离子电池极片的剥离方法，具体实施步骤如下：第一步，极片剥离试剂的配制：以7种不同溶剂比例，分别将乙腈与二甲基乙酰胺进行混合，配制不同的极片剥离剂；第二步，选用包含ncm811、pvdf、ptfe和导电剂的质量比等于96:1:1:2的正极极片，和配方为包含钛酸锂、pvdf和导电剂的质量比等于92:4:4的负极极片，将极片剥离剂滴加于锂离子电池正负极极片上，观察极片极粉层剥离情况，并对极片烘干后，对4cm宽的极片进行粘结力测试，实验结果见表2。表2：an与dmac混合试剂对极片的剥离实验结果。溶剂试剂一试剂二试剂三试剂四试剂五试剂六试剂七an99％90％70％50％30％10％0dmac1％10％30％50％70％90％100％剥离难易情况不脱落不脱落不易脱落脱落脱落易脱落易脱落正极粘结力30gf20gf10gf////剥离难易情况不脱落不脱落不易脱落脱落脱落易脱落易脱落负极粘结剂25gf10gf5gf////第三步，将所述溶剂滴加于锂离子电池正负极极片上，或者将极片浸没于所述溶剂中，剥离极片极粉层，得到完整的极粉层、集流体或包含单面涂布层/集流体的正负极极片。实施例3。在实施例3中，本发明提供的一种锂离子电池极片的剥离方法，具体实施步骤如下：第一步，极片剥离试剂的配制：以6种的不同溶剂比例，分别将nmp与二甲基乙酰胺进行混合，配制不同的极片剥离剂；第二步，选用包含ncm811、pvdf和导电剂的质量比等于96:2:2的正极极片，和配方为包含硅(或者石墨复合材料)、pvdf和导电剂的质量比等于94:4:2的负极极片，将极片剥离剂滴加于锂离子电池正负极极片上，观察极片极粉层剥离情况，并对极片烘干后，对4cm宽的极片进行粘结力测试，实验结果见表3。表3：nmp与dmac混合试剂对极片的剥离实验结果。第三步，将所述溶剂滴加于锂离子电池正负极极片上，或者将极片浸没于所述溶剂中，剥离极片极粉层，得到完整的极粉层、集流体或包含单面涂布层/集流体的正负极极片。基于以上技术方案可知，本发明使用二甲基乙酰胺或含有二甲基乙酰胺的混合有机溶剂，作为锂离子电池正负极剥离剂，将所述剥离剂滴加于锂离子电池正负极极片上，或者将极片浸没于所述剥离剂(作为溶剂)中，可快速无损的剥离极片极粉层，通过上述方法，可得到完整的极粉层、集流体或包含单面涂布层和集流体的正负极极片。同时，具体实现上，本发明通过对混合溶剂中二甲基乙酰胺浓度的控制，可以实现对极片剥离速度、剥离程度的控制，可应用于极片机械性能的分级分析研究中。因此，对于本发明提供的锂离子电池极片的剥离方法，通过该方法得到的极粉层、集流体或包含单面涂布层和集流体正负极极片等，可以用于锂离子电池的成分检测、结构解析、失效分析、电化学过程机理研究以及极片特定位置处的极耳焊接等，在锂离子电池的研究、制备及开发中，具有明显的应用价值。需要说明的是，对于本发明，鉴于增加极耳数量，可以降低锂离子电池内阻，继而提升锂离子电池的综合性能，目前，剥离极粉后增焊极耳的方法广泛应用于锂离子电池电极制备工艺。使用上述本发明的方法，通过剥离剂剥离极粉，可以无损的剥离极片极粉并留存空白集流体，用于极片特定位置处的极耳焊接。所以，本发明提供的通过剥离剂快速、无损剥离极粉的方法，在锂离子电池制备中，具有明显的应用价值。综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种锂离子电池极片的剥离方法，其可以方便、快捷、可控、无损的使正负极的极粉层完全脱离正负极集流体，从而得到完整的极粉层、集流体或包含单面涂布层和集流体的正负极极片，有助于对锂离子电池性能的研究，具有重大的实践意义。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12