聚合物鋰離子電池的制備方法技術

本發明專利技術涉及制備聚合物鋰離子電池制備方法，包括步驟S11，提供待處理的正極極片、負極極片；步驟S12，提供凝膠電解質前驅液液；步驟S13，提供可旋轉的載物機構，載物機構劃分為多個噴涂區，放置上述的正極極片或負極極片在噴涂區；旋轉載物機構，將凝膠電解質前驅液噴涂于載物機構上正極極片或負極極片上，原位生成凝膠電解質膜，獲得正極復合體或負極復合體；步驟S14，將正極復合體與負極極片，或正極復合體與負極復合體，或正極極片與負極復合體交替疊片制備成裸電芯；及步驟S15，將上述裸電芯經過處理后得到凝膠聚合物鋰離子電池。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電池領域，尤其涉及噴涂設備及采用該設備制備聚合物鋰離子電池的制備方法。
技術介紹
鋰離子電池已廣泛應用于移動電話、筆記本電腦等電子產品中，并成為未來電動汽車用動力電池的首選電源之一。傳統鋰離子電池使用液態電解質，在使用過程中可能出現漏液、易燃和爆炸等問題，存在安全隱患。凝膠聚合物電解質具有液態電解質電池體系中的隔膜與離子導電的載體雙重功能。由于體系中不存在或存在少量游離態的溶劑，凝膠聚合物電解質可以從根本上改善鋰離子電池的安全性能。然而現有成膜方法工藝復雜，不僅增加了制作成本與大規模生產的難度，而且生產效率低無法實現凝膠電解質聚合物鋰電池的規模量產。
技術實現思路
為克服現有成膜方式生產效率低的技術問題，本專利技術提供噴涂設備及采用該設備制備聚合物鋰離子電池的制備方法。本專利技術解決技術問題的技術方案是提供噴涂設備及采用該設備制備聚合物鋰離子電池的制備方法，包括步驟S11，提供待處理的正極極片、負極極片；步驟S12，提供凝膠電解質前驅液液；步驟S13，提供可旋轉的載物機構，載物機構劃分為多個噴涂區，放置上述的正極極片或負極極片在噴涂區；旋轉載物機構，將凝膠電解質前驅液噴涂于載物機構上正極極片或負極極片上，原位生成凝膠電解質膜，獲得正極復合體或負極復合體；步驟S14，將正極復合體與負極極片，或正極復合體與負極復合體，或正極極片與負極復合體交替疊片制備成裸電芯；及步驟S15，將上述裸電芯經過處理后得到凝膠聚合物鋰離子電池。優選地，所述在步驟S12中，凝膠電解質前驅液為聚甲基丙烯酸甲酯溶于溶劑N,N-二甲基甲酰胺的溶液，與六氟磷酸鋰溶液的混合溶液；其中六氟磷酸鋰溶液的溶劑是體積比為1：1：1的碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯。優選地，所述在步驟S12中，凝膠電解質前驅液為聚氧化乙烯溶于有機溶劑N-甲基甲胺的溶液，與商業電解液的混合溶液。優選地，所述在步驟S13中，載物機構等角度均勻劃分為多個噴涂區，每一個噴涂區放置一個正極極片或負極極片。優選地，所述在步驟S13中，提供噴涂機構，所述噴涂機構移動的設置于載物機構上方，移動噴涂機構對噴涂區的極片進行噴涂，該噴涂機構的移動速度為1-3mm/s，噴涂流量為2-4ml/min，每次噴涂量為0.05-1ml/cm2。優選地，所述在步驟S13中，所述載物機構在一個正極極片或負極極片完成噴涂后，旋轉，進行相鄰噴涂區噴涂，相鄰噴涂間隔時間為2-12min。優選地，所述載物機構旋轉的角速度為10°-60°/min。優選地，所述在步驟S13中，載物機構內部設置加熱裝置，加熱裝置對載物機構加熱，加熱溫度為20-300℃。優選地，所述噴涂設備包括載物機構、噴涂機構及加熱裝置，載物機構劃分為多個噴涂區，用于放置待噴涂的極片，所述噴涂機構移動設置在載物機構上方，用于對載物機構上的待噴涂極片噴涂凝膠電解質前驅液，加熱裝置在載物機構內部用于對載物機構進行加熱，使噴涂了凝膠電解質前驅液的極片上原位形成凝膠電解質膜。優選地，所述一種噴涂設備進一步包括機械泵、氣氛口、排氣口、氣體檢測單元及壓力傳感器；所述機械泵及氣氛口與噴涂設備內部相連，氣體檢測單元及壓力傳感器設置于噴涂設備內部，排氣口與外部連接，采用機械泵進行抽真空，從氣氛口充入保護氣體，通過氣體檢測單元監測氣氛，調節壓力傳感器，控制保護氣氛的通入量，通過排氣口排除內部廢氣。與現有技術相比，本專利技術噴涂設備及采用該設備制備聚合物鋰離子電池的制備方法具有以下優點：載物機構劃分多個噴涂區，旋轉載物機構，有利于實現同時對多個正極極片或負極極片噴涂，在旋轉一周360°前無需換下新的待鍍正負極極片，旋轉間隔時間可以隨時取下正負極極片，觀察鍍膜情況，以便及時調整噴涂設備工藝參數，并能通過設置旋轉次數控制鍍膜厚度，省去再次裝片，設置工藝條件等繁瑣操作，縮短了生產周期，提高生產效率。【附圖說明】圖1是本專利技術一種聚合物鋰離子電池的制備方法采用的噴涂設備結構示意圖，噴涂設備包括底座、載物機構及噴涂區。圖2是圖1所示底座、載物機構及噴涂區俯視結構示意圖。圖3是本專利技術第一實施例聚合物鋰離子電池的制備方法的工藝流程示意圖。圖4是本專利技術第二實施例聚合物鋰離子電池的制備方法的工藝流程示意圖。圖5是本專利技術第三實施例聚合物鋰離子電池的制備方法的工藝流程示意圖。【具體實施方式】為了使本專利技術的目的，技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施實例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。本專利技術結合以下具體實施例進行闡述。請參考圖1-2，本專利技術制備多孔凝膠電解質膜采用的噴涂設備100，包括一腔體1、一底座2、第一步進電機3、第二步進電機7、第一電機4、第二電機8、一載物機構5、一水平支撐件6、一可移動機械支撐件9、一噴涂機構10、一氣氛口11、一排氣口12、一機械泵13、一氣體檢測單元14、一壓力傳感器15、加熱裝置16、多個噴涂區17。底座2設置于腔體1下部，底座2內部設置有第一步進電機3與第一電機4，載物機構5配置于底座2上，用于承載物件，本專利技術實施例用于承載待噴涂的正負極極片，載物機構5包括但不限于平臺、托盤、碗狀、船形或杯狀的容器，加熱裝置16設置于載物機構5內部，加熱裝置16是一種用于加熱的組件，包括但不限于加熱墊、加熱盤、加熱板、電熱絲及電熱器。第一步進電機3控制載物機構5上下移動，第一電機4控制載物機構5順時針或逆時針水平方向旋轉。載物機構5劃分為多個噴涂區17，至少二個，噴涂區17在載物機構5上等角度均勻分布，噴涂區17用于承載正極極片或負極極片，載物機構5每旋轉一次，一個噴涂區17對應位于噴涂機構10正下方。旋轉一周360°，完成全部噴涂區17上的正極極片或負極極片噴涂，優選為噴涂區17有為三個，因而旋轉一次的角度為120°，優選為旋轉角速度為10°-60°/min，相鄰噴涂區17的噴涂間隔時間為2-12min。加熱裝置16對載物機構5上正極極片或負極極片進行加熱，優選為加熱溫度20-300℃。水平支撐件6設置于腔體1的頂部，水平支撐件6內部設置有第二步電機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于：包括步驟S11，提供待處理的正極極片、負極極片；步驟S12，提供凝膠電解質前驅液液；步驟S13，提供可旋轉的載物機構，載物機構劃分為多個噴涂區，放置上述的正極極片或負極極片在噴涂區；旋轉載物機構，將凝膠電解質前驅液噴涂于載物機構上正極極片或負極極片上，原位生成凝膠電解質膜，獲得正極復合體或負極復合體；步驟S14，將正極復合體與負極極片，或正極復合體與負極復合體，或正極極片與負極復合體交替疊片制備成裸電芯；及步驟S15，將上述裸電芯經過處理后得到凝膠聚合物鋰離子電池。

【技術特征摘要】
1.一種聚合物鋰離子電池的制備方法，其特
征在于：包括
步驟S11，提供待處理的正極極片、負極極片；
步驟S12，提供凝膠電解質前驅液液；
步驟S13，提供可旋轉的載物機構，載物機構
劃分為多個噴涂區，放置上述的正極極片或負極
極片在噴涂區；旋轉載物機構，將凝膠電解質前
驅液噴涂于載物機構上正極極片或負極極片上，
原位生成凝膠電解質膜，獲得正極復合體或負極
復合體；
步驟S14，將正極復合體與負極極片，或正極
復合體與負極復合體，或正極極片與負極復合體
交替疊片制備成裸電芯；
及步驟S15，將上述裸電芯經過處理后得到凝
膠聚合物鋰離子電池。
2.如權利要求1所述的一種聚合物鋰離子電
池的制備方法，其特征在于：在步驟S12中，凝膠
電解質前驅液為聚甲基丙烯酸甲酯溶于溶劑N,N-
二甲基甲酰胺的溶液，與六氟磷酸鋰溶液的混合
溶液；其中六氟磷酸鋰溶液的溶劑是體積比為1：
1：1的碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯。
3.如權利要求1所述的一種聚合物鋰離子電
池制備方法，其特征在于：在步驟S12中，凝膠電
解質前驅液為聚氧化乙烯溶于有機溶劑N-甲基甲
胺的溶液，與商業電解液的混合溶液。
4.如權利要求1所述的一種聚合物鋰離子電
池制備方法，其特征在于：所述在步驟S13中，載
物機構等角度均勻劃分為多個噴涂區，每一個噴

\t涂區放置一個正極極片或負極極片。
5.如權利要求1所述的一種聚合物鋰離子電
池制備方法，其特征在于：在步驟S13中，提供噴
涂機構，所述噴涂機構移動的設置于載物機構上
方，移動噴涂機構對噴...

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏立，向勇，彭曉麗，牟成旭，蒲萬錦，賀金味，蘇興，
申請(專利權)人：成都國珈星際固態鋰電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51