專利名稱：鋰離子電池極片制備裝置和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種鋰離子電池極片制備裝置和制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有能量密度高、可靠性高、加工性好和無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于各類便攜式電子設(shè)備中。鋰離子電池一般包括正極片、負(fù)極片、間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜，以及電解液。其中，正極片包括正極集流體和分布在正極集流體上的正極膜片，負(fù)極片包括負(fù)極集流體和分布在負(fù)極集流體上的負(fù)極膜片。正極膜片是通過(guò)將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑在溶劑中混合均勻制成正極漿料，然后通過(guò)涂布裝置將正極漿料均勻涂布在正極集流體上并經(jīng)烘干制得。負(fù)極膜片是通過(guò)將負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑在溶劑中混合均勻制成負(fù)極漿料，然后通過(guò)涂布裝置將負(fù)極漿料均勻涂布在負(fù)極集流體上并經(jīng)烘干制得。鋰離子電池中，導(dǎo)電劑的分布狀況對(duì)鋰離子電池極片的阻抗有著重要影響，如果導(dǎo)電劑分布不均，在導(dǎo)電劑較貧乏的區(qū)域活性物質(zhì)到集流體的電阻將增大，其克容量發(fā)揮將受到影響，從而影響鋰離子電池的容量與內(nèi)阻?，F(xiàn)有鋰離子電池極片的制備過(guò)程中，涂布有漿料的極片都是直接經(jīng)過(guò)傳送裝置行進(jìn)經(jīng)過(guò)烤箱，漿料經(jīng)烘干形成膜片。當(dāng)漿料涂覆在集流體上，通過(guò)傳動(dòng)裝置傳送進(jìn)烘箱，隨著溫度的升高漿料的粘度下降，活性物質(zhì)由于其顆粒較大所受到的內(nèi)摩擦力減小而向底層沉降；導(dǎo)電劑顆粒由于顆粒小質(zhì)量輕，將隨溶劑向表層移動(dòng)，從而造成導(dǎo)電劑的表層富集底層貧乏，導(dǎo)致鋰離子電池極片的阻抗增大。有鑒于此，確有必要提供一種具有理想阻抗的鋰離子電池極片的制備裝置和制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有理想阻抗的鋰離子電池極片的制備裝置和制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池極片制備裝置，其包括極片傳送裝置和圍繞極片傳送裝置的烘箱，烘箱中設(shè)有磁體裝置，磁體裝置可產(chǎn)生具有場(chǎng)強(qiáng)梯度的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)。作為本發(fā)明鋰離子電池極片制備裝置的一種改進(jìn)，所述極片傳送裝置上置有集流體和涂覆于集流體上的漿料，漿料中含有導(dǎo)電劑和活性物質(zhì)顆粒，導(dǎo)電劑顆粒植入或包覆有可改變磁性的物質(zhì)。作為本發(fā)明鋰離子電池極片制備裝置的一種改進(jìn)，所述導(dǎo)電劑顆粒植入或包覆的可改變磁性的物質(zhì)為鐵磁性物質(zhì)。作為本發(fā)明鋰離子電池極片制備裝置的一種改進(jìn)，所述極片的下方設(shè)有磁極面積較小的磁鐵，極片上方設(shè)有極性相反且磁極面積較大的磁鐵。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池極片制備方法，其包括以下步驟將活性物質(zhì)顆粒、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑在溶劑中均勻混合制成漿料；將漿料均勻涂布在集流體上；以及通過(guò)傳送裝置將涂覆有漿料的集流體傳送經(jīng)過(guò)烘箱，其中，烘箱上設(shè)置有可產(chǎn)生非勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁體裝置。作為本發(fā)明鋰離子電池極片制備方法的一種改進(jìn)，所述漿料中含有導(dǎo)電劑和活性物質(zhì)顆粒，導(dǎo)電劑顆粒植入或包覆有可改變磁性的物質(zhì)。作為本發(fā)明鋰離子電池極片制備方法的一種改進(jìn)，所述活性物質(zhì)顆粒植入或包覆的可改變磁性的物質(zhì)為鐵磁性物質(zhì)。作為本發(fā)明鋰離子電池極片制備方法的一種改進(jìn)，所述極片的下方設(shè)有磁極面積較小的磁鐵，極片上方設(shè)有極性相反且磁極面積較大的磁鐵。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)在烘箱中設(shè)置非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，可調(diào)節(jié)鋰離子電池極片中導(dǎo)電劑的分布，有效減小鋰離子電池極片的阻抗，改善電池的性能。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本發(fā)明鋰離子電池極片制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示鋰離子電池極片制備裝置中，磁體裝置形成的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)分布示意圖。圖3為導(dǎo)電劑顆粒在極片通過(guò)具有場(chǎng)強(qiáng)梯度的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的示意圖。圖4為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制備的鋰離子電池正極片和根據(jù)本發(fā)明制備的鋰離子電池正極片的半電池的電化學(xué)阻抗譜。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和技術(shù)效果更加清晰明白，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說(shuō)明書(shū)中描述的具體實(shí)施方式
僅僅是為了解釋本發(fā)明，并不是為了限定本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明鋰離子電池極片制備裝置包括極片傳送裝置20、圍繞極片傳送裝置20的烘箱30，以及設(shè)置于烘箱30中的磁體裝置40。極片傳送裝置20為位于烘箱30兩相對(duì)側(cè)的傳動(dòng)輥，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，極片傳送裝置 20可將置于其上的鋰離子電池極片10沿著圖示走帶方向A自烘箱30中以一定速度行進(jìn)， 涂布于鋰離子電池極片10上的漿料在烘箱30中經(jīng)過(guò)烘烤形成膜片。烘箱30為兩端敞口的半封閉殼體，其可以根據(jù)實(shí)際需要預(yù)先設(shè)定一定的溫度和風(fēng)量，以將分布于鋰離子電池極片10上的漿料烘干形成膜片。磁體裝置40設(shè)置于烘箱30中，其可以產(chǎn)生非勻強(qiáng)磁場(chǎng)。涂布時(shí)，鋰離子電池極片10在極片傳送裝置20的傳說(shuō)下通過(guò)非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，非勻強(qiáng)磁場(chǎng)可以調(diào)節(jié)導(dǎo)電劑在鋰離子電池極片10中的分布，結(jié)合圖3所示。在本發(fā)明中，非勻強(qiáng)磁場(chǎng)的形成方式?jīng)]有特別限制。 例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，可在鋰離子電池極片10的下方設(shè)置磁極面積較小的磁鐵，在鋰離子電池極片10上方設(shè)置極性相反且磁極面積較大的磁鐵，從而獲得場(chǎng)強(qiáng)密度下大上小的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)。此外，為了改善導(dǎo)電劑的磁性，可以預(yù)先在導(dǎo)電劑中植入或包覆其他可改變磁性的物質(zhì)的顆粒，如鐵磁性物質(zhì)。以下對(duì)本發(fā)明鋰離子電池極片制備方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)結(jié)合圖1至圖3所示， 首先，將活性物質(zhì)顆粒鈷酸鋰、導(dǎo)電劑納米碳管和粘結(jié)劑聚偏氟乙烯在溶劑N-甲基吡咯烷酮中混合均勻，制成均勻的漿料；其次，將漿料通過(guò)涂布裝置50均勻地涂布在集流體上；再次，涂布有漿料的集流體在極片傳送裝置20的驅(qū)動(dòng)下行進(jìn)經(jīng)過(guò)烘箱30，在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)的作用下，鋰離子電池極片10中的導(dǎo)電劑的分布得以調(diào)節(jié)，分布于集流體上的漿料形成均勻的膜片，制得鋰離子電池極片。表1為鈷酸鋰負(fù)極片在4. Og/mL壓實(shí)密度下測(cè)得的接觸電阻。其中，電阻測(cè)試儀一端與集流體連接，另一段與直徑為5mm的純銅圓片連接，純銅原片緊密接觸極片表面，并施以2kg的恒定壓力。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池極片制備裝置，其包括極片傳送裝置和圍繞極片傳送裝置的烘箱， 其特征在于所述烘箱中設(shè)有磁體裝置，磁體裝置可產(chǎn)生具有場(chǎng)強(qiáng)梯度的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片制備裝置，其特征在于所述極片傳送裝置上置有集流體和涂覆于集流體上的漿料，漿料中含有導(dǎo)電劑和活性物質(zhì)顆粒，導(dǎo)電劑顆粒植入或包覆有可改變磁性的物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池極片制備裝置，其特征在于所述導(dǎo)電劑顆粒植入或包覆的可改變磁性的物質(zhì)為鐵磁性物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片制備裝置，其特征在于所述極片的下方設(shè)有磁極面積較小的磁鐵，極片上方設(shè)有極性相反且磁極面積較大的磁鐵。
5.一種鋰離子電池極片制備方法，其包括以下步驟將活性物質(zhì)顆粒、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑在溶劑中均勻混合制成漿料；將漿料均勻涂布在集流體上；以及通過(guò)傳送裝置將涂覆有漿料的集流體傳送經(jīng)過(guò)烘箱，其特征在于所述烘箱中設(shè)有可產(chǎn)生具有場(chǎng)強(qiáng)梯度的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁體裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池極片制備方法，其特征在于所述漿料中含有導(dǎo)電劑和活性物質(zhì)顆粒，導(dǎo)電劑顆粒植入或包覆有可改變磁性的物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池極片制備方法，其特征在于所述導(dǎo)電劑顆粒植入或包覆的可改變磁性的物質(zhì)為鐵磁性物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池極片制備裝置，其特征在于所述極片的下方設(shè)有磁極面積較小的磁鐵，極片上方設(shè)有極性相反且磁極面積較大的磁鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池極片制備裝置，其包括極片傳送裝置和圍繞極片傳送裝置的烘箱，烘箱中設(shè)有磁體裝置，磁體裝置可產(chǎn)生非勻強(qiáng)磁場(chǎng)。本發(fā)明鋰離子電池極片制備裝置中，磁體裝置產(chǎn)生的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)可調(diào)節(jié)鋰離子電池極片中導(dǎo)電劑的分布，有效減小鋰離子電池極片的阻抗。此外，本發(fā)明還公開(kāi)了一種鋰離子電池極片制備方法。
文檔編號(hào)H01M4/139GK102339986SQ20111029693
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者劉坤 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司