CN112038631A - 一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片及其加工工艺，配方包括：石墨、酚醛树脂、六偏磷酸钠、铜箔、乙酸乙酯和无水乙醇，各组分的质量百分含量分别是：30‑50份的石墨、20‑40份的酚醛树脂、10‑20份的六偏磷酸钠、15‑25份的铜箔、10‑20份的乙酸乙酯和5‑10份的无水乙醇；该发明，通过石墨与酚醛树脂作为基本材料，配合六偏磷酸钠、乙酸乙酯和无水乙醇进行混合，随后涂抹在铜箔上煅烧，得到表面包覆有天然石墨的锂电池电极片，操作简单，导电性好，首次库伦效率提高，增大循环性能，首次嵌锂容量和可逆容量高，增加电池负极使用寿命，优化了锂电池电极片性能，降低不可逆量的损失，稳定性高，原料价格低廉，有利于加工与生产。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池电极片技术领域，具体为一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片及其加工工艺。
背景技术
锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极电极片等；因为锂电池电极片的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低；传统锂电池电极片采用铜箔煅烧制作，操作复杂，导电性差，首次库伦效率低，降低循环性能，且首次嵌锂容量和可逆容量低，导致电池负极使用寿命低，增加不可逆量的损失，不利于用户使用，且传统锂电池电极片原料昂贵，增加了生产成本，不利于加工与生产；针对这些缺陷，设计一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片及其加工工艺是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片，配方包括：石墨、酚醛树脂、六偏磷酸钠、铜箔、乙酸乙酯和无水乙醇，各组分的质量百分含量分别是：30-50份的石墨、20-40份的酚醛树脂、10-20份的六偏磷酸钠、15-25份的铜箔、10-20份的乙酸乙酯和5-10份的无水乙醇。
一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片的加工工艺，包括以下步骤，步骤一，原料选取；步骤二：整形加工；步骤三，混合反应；步骤四，高温煅烧；步骤五，包装存储；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量百分含量分别是：30-50份的石墨、20-40份的酚醛树脂、10-20份的六偏磷酸钠、15-25份的铜箔、10-20份的乙酸乙酯和5-10份的无水乙醇进行称取；
其中上述步骤二中，整形加工包括以下步骤：
1)人工将石墨清洗干净，并且兑入六偏磷酸钠，进行搅拌；
2)再兑入无水乙醇，升高温度至80-100℃，持续搅拌20-40min，直至溶液蒸发；
3)将石墨取出，倒入研磨机内部，开启研磨机进行加工，直至将石墨研磨成粉状；
其中上述步骤三中，混合反应包括以下步骤：
1)人工准备反应釜，将反应釜清洗干净，兑入乙酸乙酯，随后再兑入酚醛树脂，搅拌均匀；
2)将步骤二3)中粉状石墨兑入反应釜内部，持续搅拌10-20min，随后升高温度至90-100℃，直至溶液挥发，停止加热，静置冷却至室温；
3)将混合物倒入超声机中，开启超声机，通过超声进行震荡搅拌加工，即可得到锂电池电极片原料；
其中上述步骤四中，高温煅烧包括以下步骤：
1)人工将步骤步骤三3)中得到的锂电池电极片原料搅拌均匀，随后均匀涂抹在铜箔上，连续涂抹2-3遍；
2)将涂抹后的铜箔放入管式炉中，通入惰性气体排尽空气，升高温度至800-1000℃，连续煅烧3-4h；
3)取出煅烧后的铜箔，使用热风机进行干燥1-2h，静置冷却至室温，即可得到表面包覆有天然石墨的锂电池电极片；
其中上述步骤五中，将上述步骤四3)中所得的表面包覆有天然石墨的锂电池电极片进行捆扎包装，保证每捆分量相同，再将捆扎的表面包覆有天然石墨的锂电池电极片分箱整体打包存储。
根据上述技术方案，所述组分的质量百分含量分别是：35份的石墨、20份的酚醛树脂、10份的六偏磷酸钠、20份的铜箔、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇。
根据上述技术方案，所述无水乙醇为乙醇与水按照2∶1进行混合得到。
根据上述技术方案，所述步骤二3)中研磨后需要进行筛网过滤。
根据上述技术方案，所述步骤三3)中超声机功率为90-100Hz。
根据上述技术方案，所述步骤四3)中热风机温度为100-150℃。
根据上述技术方案，所述步骤五中装箱前需要进行紫外线照射消毒。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该发明，通过石墨与酚醛树脂作为基本材料，配合六偏磷酸钠、乙酸乙酯和无水乙醇进行混合，随后涂抹在铜箔上煅烧，得到表面包覆有天然石墨的锂电池电极片，操作简单，导电性好，首次库伦效率提高，增大循环性能，首次嵌锂容量和可逆容量高，增加电池负极使用寿命，优化了锂电池电极片性能，降低不可逆量的损失，稳定性高，有利于用户使用，且该发明工艺简单严谨，能够代替其他较为昂贵的锂电池电极片生产工艺，效果显著，原料便宜成本低廉，加工方便，大大节约了生产成本，有利于加工与生产。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片及其加工工艺：
实施例1：
一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片，配方包括：石墨、酚醛树脂、六偏磷酸钠、铜箔、乙酸乙酯和无水乙醇，各组分的质量百分含量分别是：30份的石墨、20份的酚醛树脂、10份的六偏磷酸钠、25份的铜箔、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇。
一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片的加工工艺，包括以下步骤，步骤一，原料选取；步骤二：整形加工；步骤三，混合反应；步骤四，高温煅烧；步骤五，包装存储；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量百分含量分别是：30份的石墨、20份的酚醛树脂、10份的六偏磷酸钠、25份的铜箔、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇进行称取；
其中上述步骤二中，整形加工包括以下步骤：
1)人工将石墨清洗干净，并且兑入六偏磷酸钠，进行搅拌；
2)再兑入无水乙醇，升高温度至80-100℃，持续搅拌20-40min，直至溶液蒸发；
3)将石墨取出，倒入研磨机内部，开启研磨机进行加工，直至将石墨研磨成粉状，研磨后需要进行筛网过滤；
其中上述步骤三中，混合反应包括以下步骤：
1)人工准备反应釜，将反应釜清洗干净，兑入乙酸乙酯，随后再兑入酚醛树脂，搅拌均匀；
2)将步骤二3)中粉状石墨兑入反应釜内部，持续搅拌10-20min，随后升高温度至90-100℃，直至溶液挥发，停止加热，静置冷却至室温；
3)将混合物倒入超声机中，超声机功率为90-100Hz，开启超声机，通过超声进行震荡搅拌加工，即可得到锂电池电极片原料；
其中上述步骤四中，高温煅烧包括以下步骤：
1)人工将步骤步骤三3)中得到的锂电池电极片原料搅拌均匀，随后均匀涂抹在铜箔上，连续涂抹2-3遍；
2)将涂抹后的铜箔放入管式炉中，通入惰性气体排尽空气，升高温度至800-1000℃，连续煅烧3-4h；
3)取出煅烧后的铜箔，使用热风机进行干燥1-2h，热风机温度为100-150℃，静置冷却至室温，即可得到表面包覆有天然石墨的锂电池电极片；
其中上述步骤五中，将上述步骤四3)中所得的表面包覆有天然石墨的锂电池电极片进行捆扎包装，保证每捆分量相同，再将捆扎的表面包覆有天然石墨的锂电池电极片分箱整体打包存储，装箱前需要进行紫外线照射消毒。
其中，无水乙醇为乙醇与水按照2∶1进行混合得到。
实施例2：
一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片，配方包括：石墨、酚醛树脂、六偏磷酸钠、铜箔、乙酸乙酯和无水乙醇，各组分的质量百分含量分别是：35份的石墨、20份的酚醛树脂、10份的六偏磷酸钠、20份的铜箔、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇。
一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片的加工工艺，包括以下步骤，步骤一，原料选取；步骤二：整形加工；步骤三，混合反应；步骤四，高温煅烧；步骤五，包装存储；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量百分含量分别是：35份的石墨、20份的酚醛树脂、10份的六偏磷酸钠、20份的铜箔、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇进行称取；
其中上述步骤二中，整形加工包括以下步骤：
1)人工将石墨清洗干净，并且兑入六偏磷酸钠，进行搅拌；
2)再兑入无水乙醇，升高温度至80-100℃，持续搅拌20-40min，直至溶液蒸发；
3)将石墨取出，倒入研磨机内部，开启研磨机进行加工，直至将石墨研磨成粉状，研磨后需要进行筛网过滤；
其中上述步骤三中，混合反应包括以下步骤：
1)人工准备反应釜，将反应釜清洗干净，兑入乙酸乙酯，随后再兑入酚醛树脂，搅拌均匀；
2)将步骤二3)中粉状石墨兑入反应釜内部，持续搅拌10-20min，随后升高温度至90-100℃，直至溶液挥发，停止加热，静置冷却至室温；
3)将混合物倒入超声机中，超声机功率为90-100Hz，开启超声机，通过超声进行震荡搅拌加工，即可得到锂电池电极片原料；
其中上述步骤四中，高温煅烧包括以下步骤：
1)人工将步骤步骤三3)中得到的锂电池电极片原料搅拌均匀，随后均匀涂抹在铜箔上，连续涂抹2-3遍；
2)将涂抹后的铜箔放入管式炉中，通入惰性气体排尽空气，升高温度至800-1000℃，连续煅烧3-4h；
3)取出煅烧后的铜箔，使用热风机进行干燥1-2h，热风机温度为100-150℃，静置冷却至室温，即可得到表面包覆有天然石墨的锂电池电极片；
其中上述步骤五中，将上述步骤四3)中所得的表面包覆有天然石墨的锂电池电极片进行捆扎包装，保证每捆分量相同，再将捆扎的表面包覆有天然石墨的锂电池电极片分箱整体打包存储，装箱前需要进行紫外线照射消毒。
其中，无水乙醇为乙醇与水按照2∶1进行混合得到。
实施例3：
一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片，配方包括：石墨、酚醛树脂、六偏磷酸钠、铜箔、乙酸乙酯和无水乙醇，各组分的质量百分含量分别是：40份的石墨、20份的酚醛树脂、10份的六偏磷酸钠、15份的铜箔、10份的乙酸乙酯和10份的无水乙醇。
一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片的加工工艺，包括以下步骤，步骤一，原料选取；步骤二：整形加工；步骤三，混合反应；步骤四，高温煅烧；步骤五，包装存储；
其中上述步骤一中，按照各组分的质量百分含量分别是：40份的石墨、20份的酚醛树脂、10份的六偏磷酸钠、15份的铜箔、10份的乙酸乙酯和10份的无水乙醇进行称取；
其中上述步骤二中，整形加工包括以下步骤：
1)人工将石墨清洗干净，并且兑入六偏磷酸钠，进行搅拌；
2)再兑入无水乙醇，升高温度至80-100℃，持续搅拌20-40min，直至溶液蒸发；
3)将石墨取出，倒入研磨机内部，开启研磨机进行加工，直至将石墨研磨成粉状，研磨后需要进行筛网过滤；
其中上述步骤三中，混合反应包括以下步骤：
1)人工准备反应釜，将反应釜清洗干净，兑入乙酸乙酯，随后再兑入酚醛树脂，搅拌均匀；
2)将步骤二3)中粉状石墨兑入反应釜内部，持续搅拌10-20min，随后升高温度至90-100℃，直至溶液挥发，停止加热，静置冷却至室温；
3)将混合物倒入超声机中，超声机功率为90-100Hz，开启超声机，通过超声进行震荡搅拌加工，即可得到锂电池电极片原料；
其中上述步骤四中，高温煅烧包括以下步骤：
1)人工将步骤步骤三3)中得到的锂电池电极片原料搅拌均匀，随后均匀涂抹在铜箔上，连续涂抹2-3遍；
2)将涂抹后的铜箔放入管式炉中，通入惰性气体排尽空气，升高温度至800-1000℃，连续煅烧3-4h；
3)取出煅烧后的铜箔，使用热风机进行干燥1-2h，热风机温度为100-150℃，静置冷却至室温，即可得到表面包覆有天然石墨的锂电池电极片；
其中上述步骤五中，将上述步骤四3)中所得的表面包覆有天然石墨的锂电池电极片进行捆扎包装，保证每捆分量相同，再将捆扎的表面包覆有天然石墨的锂电池电极片分箱整体打包存储，装箱前需要进行紫外线照射消毒。
其中，无水乙醇为乙醇与水按照2∶1进行混合得到。
各实施例性质对比如下表：
基于上述，本发明的优点在于，该发明，通过石墨与酚醛树脂作为基本材料，配合六偏磷酸钠、乙酸乙酯和无水乙醇进行混合，随后涂抹在铜箔上煅烧，得到表面包覆有天然石墨的锂电池电极片，操作简单，导电性好，首次库伦效率提高，增大循环性能，首次嵌锂容量和可逆容量高，增加电池负极使用寿命，优化了锂电池电极片性能，降低不可逆量的损失，稳定性高，有利于用户使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片，其特征在于：配方包括：石墨、酚醛树脂、六偏磷酸钠、铜箔、乙酸乙酯和无水乙醇，各组分的质量百分含量分别是：30-50份的石墨、20-40份的酚醛树脂、10-20份的六偏磷酸钠、15-25份的铜箔、10-20份的乙酸乙酯和5-10份的无水乙醇。
2.一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片的加工工艺，包括以下步骤，步骤一，原料选取；步骤二：整形加工；步骤三，混合反应；步骤四，高温煅烧；步骤五，包装存储；其特征在于：
其中上述步骤一中，按照各组分的质量百分含量分别是：30-50份的石墨、20-40份的酚醛树脂、10-20份的六偏磷酸钠、15-25份的铜箔、10-20份的乙酸乙酯和5-10份的无水乙醇进行称取；
其中上述步骤二中，整形加工包括以下步骤：
1)人工将石墨清洗干净，并且兑入六偏磷酸钠，进行搅拌；
2)再兑入无水乙醇，升高温度至80-100℃，持续搅拌20-40min，直至溶液蒸发；
3)将石墨取出，倒入研磨机内部，开启研磨机进行加工，直至将石墨研磨成粉状；
其中上述步骤三中，混合反应包括以下步骤：
1)人工准备反应釜，将反应釜清洗干净，兑入乙酸乙酯，随后再兑入酚醛树脂，搅拌均匀；
2)将步骤二3)中粉状石墨兑入反应釜内部，持续搅拌10-20min，随后升高温度至90-100℃，直至溶液挥发，停止加热，静置冷却至室温；
3)将混合物倒入超声机中，开启超声机，通过超声进行震荡搅拌加工，即可得到锂电池电极片原料；
其中上述步骤四中，高温煅烧包括以下步骤：
1)人工将步骤步骤三3)中得到的锂电池电极片原料搅拌均匀，随后均匀涂抹在铜箔上，连续涂抹2-3遍；
2)将涂抹后的铜箔放入管式炉中，通入惰性气体排尽空气，升高温度至800-1000℃，连续煅烧3-4h；
3)取出煅烧后的铜箔，使用热风机进行干燥1-2h，静置冷却至室温，即可得到表面包覆有天然石墨的锂电池电极片；
其中上述步骤五中，将上述步骤四3)中所得的表面包覆有天然石墨的锂电池电极片进行捆扎包装，保证每捆分量相同，再将捆扎的表面包覆有天然石墨的锂电池电极片分箱整体打包存储。
3.根据权利要求1所述的一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片，其特征在于：所述组分的质量百分含量分别是：35份的石墨、20份的酚醛树脂、10份的六偏磷酸钠、20份的铜箔、10份的乙酸乙酯和5份的无水乙醇。
4.根据权利要求1所述的一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片，其特征在于：所述无水乙醇为乙醇与水按照2∶1进行混合得到。
5.根据权利要求2所述的一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片的加工工艺，其特征在于：所述步骤二3)中研磨后需要进行筛网过滤。
6.根据权利要求2所述的一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片的加工工艺，其特征在于：所述步骤三3)中超声机功率为90-100Hz。
7.根据权利要求2所述的一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片的加工工艺，其特征在于：所述步骤四3)中热风机温度为100-150℃。
8.根据权利要求2所述的一种表面包覆有天然石墨的锂电池电极片的加工工艺，其特征在于：所述步骤五中装箱前需要进行紫外线照射消毒。
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